JPWO2007026885A1 - Laser image forming apparatus and color image forming method - Google Patents

Laser image forming apparatus and color image forming method Download PDF

Info

Publication number
JPWO2007026885A1
JPWO2007026885A1 JP2007533365A JP2007533365A JPWO2007026885A1 JP WO2007026885 A1 JPWO2007026885 A1 JP WO2007026885A1 JP 2007533365 A JP2007533365 A JP 2007533365A JP 2007533365 A JP2007533365 A JP 2007533365A JP WO2007026885 A1 JPWO2007026885 A1 JP WO2007026885A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
image forming
forming apparatus
laser light
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007533365A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4990144B2 (en
Inventor
水島 哲郎
哲郎 水島
研一 笠澄
研一 笠澄
森川 顕洋
顕洋 森川
古屋 博之
博之 古屋
山本 和久
和久 山本
伏見 吉正
吉正 伏見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP2007533365A priority Critical patent/JP4990144B2/en
Publication of JPWO2007026885A1 publication Critical patent/JPWO2007026885A1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4990144B2 publication Critical patent/JP4990144B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/20Lamp housings
    • G03B21/2006Lamp housings characterised by the light source
    • G03B21/2033LED or laser light sources
    • G03B21/204LED or laser light sources using secondary light emission, e.g. luminescence or fluorescence
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3161Modulator illumination systems using laser light sources
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B33/00Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
    • G03B33/10Simultaneous recording or projection
    • G03B33/12Simultaneous recording or projection using beam-splitting or beam-combining systems, e.g. dichroic mirrors

Abstract

レーザ画像形成装置は、画像変調を行う2次元変調素子を有するとともに、中心波長の異なる4色以上のレーザ光源を有し、特に視感度の高い光源色である緑色(G),黄緑色(Y)のレーザ光を同時に出射させることにより、視感度が高い波長域のスペックルノイズがなく、また各色のレーザ出力を独立に制御することにより従来のディスプレイで表現できなかった鮮やかな画像を表示することができる。特に2次元変調素子とレーザ光出力とを同期させて変調させることにより、様々な映像表現が可能となる。The laser image forming apparatus has a two-dimensional modulation element for performing image modulation, and has laser light sources of four or more colors having different center wavelengths, and has particularly high light sensitivity green (G), yellow green (Y ) Laser light is emitted at the same time, there is no speckle noise in the wavelength range with high visibility, and the laser output of each color is controlled independently to display a vivid image that could not be expressed on a conventional display be able to. In particular, various video representations are possible by modulating the two-dimensional modulation element and the laser beam output in synchronization.

Description

本発明は、レーザ光源からの光を変調して画像を表示するレーザ画像形成装置およびカラー画像形成方法に関するものである。   The present invention relates to a laser image forming apparatus and a color image forming method for displaying an image by modulating light from a laser light source.

画像形成装置として、スクリーン上に画像を映し出すプロジェクションディスプレイが普及している。プロジェクションディスプレイには一般にランプ光源が用いられているが、ランプ光源は、寿命が短く、光利用効率が低いとともに、色再現領域が制限されるという問題点がある。   As an image forming apparatus, a projection display that projects an image on a screen is widely used. In general, a lamp light source is used for a projection display. However, the lamp light source has a problem that it has a short lifetime, low light use efficiency, and a limited color reproduction region.

これらの問題を解決するため、画像形成装置の光源としてレーザ光源を用いることが試みられている。レーザ光源は、ランプに比べて寿命が長く、指向性が強いため光利用効率を高めやすい。また、レーザ光源は単色性を示すため、色表示領域が大きく、鮮やかな画像の表示が可能である。   In order to solve these problems, attempts have been made to use a laser light source as the light source of the image forming apparatus. A laser light source has a longer life than a lamp and has high directivity, so that it is easy to improve the light utilization efficiency. Further, since the laser light source exhibits monochromaticity, the color display area is large and a vivid image can be displayed.

レーザ画像形成装置の概略図を図12に示す。RGB3色のレーザ光源1R、1G、1Bから出射された光は、変調素子71を照明する照明光学系2に導かれる。照明光学系2は、スペックル除去手段3、光インテグレータ4、投影光学系6を含み、レーザ光源の光を変調素子71の有効面と同一形状に成形するとともに、光強度分布をほぼ均一化し、変調素子71を照明する。各色の変調素子で画像が変調された後、光はダイクロイックプリズム9で合波され、投射光学系8によりスクリーン10にカラー画像が拡大投射される。スペックル除去手段3は回転レンチキュラーレンズなどからなり、時間的にレーザ光の角度などを変化させ、レーザ光の干渉によるスペックルノイズを除去している。   A schematic view of the laser image forming apparatus is shown in FIG. Light emitted from the RGB three-color laser light sources 1R, 1G, and 1B is guided to the illumination optical system 2 that illuminates the modulation element 71. The illumination optical system 2 includes speckle removing means 3, an optical integrator 4, and a projection optical system 6, and shapes the light of the laser light source into the same shape as the effective surface of the modulation element 71, and makes the light intensity distribution substantially uniform, The modulation element 71 is illuminated. After the image is modulated by the modulation elements of the respective colors, the light is combined by the dichroic prism 9 and the color image is enlarged and projected onto the screen 10 by the projection optical system 8. The speckle removing means 3 is composed of a rotating lenticular lens or the like, and temporally changes the angle of the laser beam to remove speckle noise due to laser beam interference.

上記のように、レーザ光源を用いたディスプレイ(以下、レーザディスプレイと称す)では、レーザの干渉性が高いことから生じるスペックルノイズが問題となる。スペックルノイズとは、レーザ光がスクリーンで散乱される際、散乱光同士が干渉するために観察者の目で捉えられる微細な粒状のノイズである。スペックルノイズは、観察者の目のF(エフナンバー)とレーザ光源の波長で決まる大きさの粒がランダムに配置されるノイズとなり、観察者がスクリーンの画像を捉えるのを妨害し、深刻な画像劣化を引き起こす。特に人の視感度が高い緑および黄緑の波長のレーザによるスペックルノイズは、画像劣化に対し最も影響が大きい。   As described above, in a display using a laser light source (hereinafter referred to as a laser display), speckle noise caused by high laser coherence becomes a problem. Speckle noise is fine granular noise that is captured by the observer's eyes because the scattered light interferes when the laser light is scattered on the screen. The speckle noise is a noise in which grains having a size determined by the F (F number) of the observer's eyes and the wavelength of the laser light source are randomly arranged, which obstructs the observer from capturing the screen image and is serious. Causes image degradation. In particular, speckle noise due to green and yellow-green lasers with high human visibility has the greatest effect on image degradation.

これまで、スペックルノイズの低減については、例えば、偏向器によって空間変調器におけるフレーム周波数よりも高い周波数で光を偏向して空間変調器に照射することによりスペックルノイズを低減する等の提案がなされていた(例えば特許文献1)。   Up to now, with regard to the reduction of speckle noise, for example, there has been a proposal to reduce speckle noise by deflecting light with a deflector at a frequency higher than the frame frequency in the spatial modulator and irradiating the spatial modulator. (For example, Patent Document 1).

また、RGBの発光素子を用いたレーザ画像形成装置において、RGBの発光素子アレイを用い単一変調素子を時分割して用いる提案がある(例えば、特許文献2)。
特開平10−293268号公報 特開平2001−249400号公報
In addition, in a laser image forming apparatus using RGB light emitting elements, there is a proposal to use a single modulation element in a time-division manner using an RGB light emitting element array (for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-293268 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-249400

これまでレーザディスプレイにおいて、スペックルノイズを低減する手法の提案はあるが、特に視聴者に最も影響を与える、視感度の高い波長域のスペックルノイズの低減に関する提案はほとんどない。   To date, there have been proposals for reducing speckle noise in laser displays, but there are few proposals for reducing speckle noise in the wavelength range with high visibility, which has the greatest effect on the viewer.

本発明は、レーザ光源を用いたレーザ画像形成装置において、視感度が高い波長域のスペックルノイズを低減するとともに、従来のディスプレイで表現できなかった鮮やかな画像を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to reduce speckle noise in a wavelength range with high visibility in a laser image forming apparatus using a laser light source, and to provide a vivid image that cannot be expressed by a conventional display.

前記課題を解決するために、本発明の請求項1に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子とを有するレーザ画像形成装置において、中心波長の異なる4色以上のレーザ光源を有することを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, a laser image forming apparatus according to claim 1 of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element that performs image modulation. It is characterized by having a laser light source.

また、本発明の請求項2に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、前記レーザ光源の中心波長が、430〜475nmであるB、480〜560nmであるGとY、及び610〜680nmであるR、の4色BGYRのレーザ光源を有することを特徴とするものである。   The laser image forming apparatus according to claim 2 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 1, wherein the center wavelength of the laser light source is B of 430 to 475 nm, and G and Y of 480 to 560 nm. And a four-color BGYR laser light source of R which is 610 to 680 nm.

また、本発明の請求項3に係るレーザ画像形成装置は、請求項2記載のレーザ画像形成装置において、前記GとYのレーザ光源の少なくとも一方は、波長変換レーザであることを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 3 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 2, wherein at least one of the G and Y laser light sources is a wavelength conversion laser. It is.

また、本発明の請求項4に係るレーザ画像形成装置は、請求項3記載のレーザ画像形成装置において、前記GとYのレーザ光源の中心波長の差が、2nm以上、60nm以下であることを特徴とするものである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the laser image forming apparatus according to the third aspect, wherein the difference between the center wavelengths of the G and Y laser light sources is 2 nm or more and 60 nm or less. It is a feature.

また、本発明の請求項5に係るレーザ画像形成装置は、請求項2記載のレーザ画像形成装置において、前記4色BGYRのレーザ光源のうち、前記GとYの中心波長が、G:480〜520nm、Y:520〜560nmであることを特徴とするものである。   Further, in the laser image forming apparatus according to claim 5 of the present invention, in the laser image forming apparatus according to claim 2, among the four-color BGYR laser light sources, the center wavelengths of G and Y are G: 480 to 520 nm, Y: 520 to 560 nm.

また、本発明の請求項6に係るレーザ画像形成装置は、請求項2記載のレーザ画像形成装置において、前記G及びYの両方を用いて表示可能な色再現域は、前記G及びYの両方のレーザ光源からレーザ光を出射することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the second aspect, wherein a color reproduction range that can be displayed using both the G and Y is both the G and Y. A laser beam is emitted from the laser light source.

また、本発明の請求項7に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、該画像形成装置に入力される入力画像信号を、4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号に変換することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 7 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 1, wherein the input image signal input to the image forming apparatus is controlled to output four or more color signals. The output image control signal is converted into an output image control signal.

また、本発明の請求項8に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、前記4色以上のレーザ光源から出力されるレーザ光の変調を、各色独立に制御することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the first aspect, wherein the modulation of the laser light output from the laser light sources of four or more colors is controlled independently for each color. It is characterized by.

また、本発明の請求項9に係るレーザ画像形成装置は、請求項8記載のレーザ画像形成装置において、該画像形成装置に入力される入力画像信号、及び/または視聴環境に応じて、各色のレーザ光源の出射パワー変調を独立に制御することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 9 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 8, wherein each color is selected according to an input image signal input to the image forming apparatus and / or a viewing environment. The output power modulation of the laser light source is controlled independently.

また、本発明の請求項10に係るレーザ画像形成装置は、請求項1または8記載のレーザ画像形成装置において、該レーザ画像形成装置は、前記2次元変調素子を1つとし、該1つの2次元変調素子を、前記4色以上の各レーザ光源よりのレーザ光に対し前記2次元変調素子の画像変調を時間分割して用いることを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 10 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 1 or 8, wherein the laser image forming apparatus has one two-dimensional modulation element, and the two The two-dimensional modulation element is time-divided and used for the laser light from each of the four or more color laser light sources.

また、本発明の請求項11に係るレーザ画像形成装置は、請求項10記載のレーザ画像形成装置において、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、入力画像信号に応じて変調することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the tenth aspect, wherein each division time of image modulation of the two-dimensional modulation element is modulated in accordance with an input image signal. It is characterized by.

また、本発明の請求項12に係るレーザ画像形成装置は、請求項10記載のレーザ画像形成装置において、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、レーザ光源から出射されたレーザ光をモニタするレーザ光源モニタの出力及び/または設定する表示モードに応じて変調することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the tenth aspect, wherein each of the division times of the image modulation of the two-dimensional modulation element is determined by a laser beam emitted from a laser light source. It modulates according to the output of the laser light source monitor to monitor and / or the display mode to set.

また、本発明の請求項13に係るレーザ画像形成装置は、請求項8または10記載のレーザ画像形成装置において、入力画像信号から変換された4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号は、少なくとも2次元変調素子の変調信号と、レーザ光強度の変調信号とを含むことを特徴とするものである。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the laser image forming apparatus according to the eighth or tenth aspect, the output image control for controlling the output of each color signal of four or more colors converted from the input image signal. The signal includes at least a modulation signal of a two-dimensional modulation element and a modulation signal of laser light intensity.

また、本発明の請求項14に係るレーザ画像形成装置は、請求項8または10記載のレーザ画像形成装置において、入力画像信号から変換された4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号は、少なくとも2次元変調素子の変調信号と、レーザ光出射時間の変調信号とを含むことを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the eighth or tenth aspect, wherein the output image control controls the output of each color signal of four or more colors converted from the input image signal. The signal includes at least a modulation signal of a two-dimensional modulation element and a modulation signal of a laser beam emission time.

また、本発明の請求項15に係るレーザ画像形成装置は、請求項14記載のレーザ画像形成装置において、前記レーザ光出射時間を、前記入力画像信号に応じて、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間の変調と同期変調することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to a fifteenth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the fourteenth aspect, wherein the laser beam emission time is determined by the image modulation of the two-dimensional modulation element according to the input image signal. Each of the divided times is modulated and synchronized.

また、本発明の請求項16に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、前記4色以上のレーザ光源は、複数色のレーザ光源が前記2次元変調素子に対して同時にレーザ光を出射する時間を有することを特徴とするものである。   According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided the laser image forming apparatus according to the first aspect, wherein the laser light sources of four or more colors are a plurality of color laser light sources with respect to the two-dimensional modulation element. It has a time for emitting laser light at the same time.

また、本発明の請求項17に係るレーザ画像形成装置は、請求項16記載のレーザ画像形成装置において、前記複数色のレーザ光源のそれぞれは、前記2次元変調素子に対して他のレーザ光源が同時に出射している時間におけるその出射パワー変調と、前記2次元変調素子に対して該レーザ光源が単色のみを出射している時間におけるその出射パワー変調とを、独立に制御することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 17 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 16, wherein each of the laser light sources of the plurality of colors has another laser light source with respect to the two-dimensional modulation element. The emission power modulation during the time of simultaneous emission and the emission power modulation during the time when the laser light source emits only a single color to the two-dimensional modulation element are controlled independently. Is.

また、本発明の請求項18に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、色度座標における色表示範囲を視聴環境に応じて制御することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 18 of the present invention is characterized in that, in the laser image forming apparatus according to claim 1, the color display range in the chromaticity coordinates is controlled in accordance with the viewing environment. .

また、本発明の請求項19に係るレーザ画像形成装置は、請求項18記載のレーザ画像形成装置において、前記色表示範囲は、入力画像信号基準色度範囲よりも広く、かつ入力画像信号基準色度に準ずる範囲、あるいは色再現可能範囲に準ずる範囲であることを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 19 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 18, wherein the color display range is wider than the input image signal reference chromaticity range and the input image signal reference color. It is a range according to the degree or a range according to the color reproducible range.

また、本発明の請求項20に係るレーザ画像形成装置は、請求項9または17記載のレーザ画像形成装置において、前記レーザ光源の出射パワー変調に伴い、レーザ冷却温度を制御することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 20 of the present invention is characterized in that, in the laser image forming apparatus according to claim 9 or 17, the laser cooling temperature is controlled in accordance with the emission power modulation of the laser light source. Is.

また、本発明の請求項21に係るカラー画像形成方法は、4色以上のレーザ光源と、画像変調を行う1つまたは複数の2次元変調素子とを用いて画像形成するカラー画像形成方法であって、入力画像信号に応じて、前記1つまたは複数の2次元画像変調素子による画像変調と、前記4色以上のレーザ光源のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行なうことを特徴とするものである。   A color image forming method according to claim 21 of the present invention is a color image forming method for forming an image using four or more colors of laser light sources and one or a plurality of two-dimensional modulation elements for performing image modulation. In accordance with an input image signal, the image modulation by the one or more two-dimensional image modulation elements and the laser light output modulation of the laser light sources of four or more colors are synchronized to form an image. To do.

本発明のレーザ画像形成装置およびカラー画像形成方法によれば、レーザ光源を用いたレーザ画像形成装置において、ノイズがなくコントラストが大きな映像を表示することができる効果がある。   According to the laser image forming apparatus and the color image forming method of the present invention, in the laser image forming apparatus using the laser light source, there is an effect that an image having no noise and large contrast can be displayed.

すなわち、本発明のレーザ画像形成装置によれば、中心波長の異なる4色のレーザ光源を用いるようにしたので、スペックルノイズがなく、また従来のディスプレイで表現できなかった鮮やかな画像を表示することができる効果がある。   That is, according to the laser image forming apparatus of the present invention, since four color laser light sources having different center wavelengths are used, there is no speckle noise and a vivid image that cannot be expressed by a conventional display is displayed. There is an effect that can.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、4色のレーザ光源をBGYRとし、GとYのレーザ光源の中心波長の差を2nm以上、60nm以下としたので、視感度の高い波長域のスペックルノイズを削減するとともに、色ムラのない画像を表示することができる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, the four color laser light sources are set to BGYR, and the difference between the center wavelengths of the G and Y laser light sources is set to 2 nm or more and 60 nm or less. There are effects of reducing speckle noise and displaying an image without color unevenness.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、前記G及びYの両方を用いて表示可能な色再現域は、前記G及びYの両方のレーザ光源からレーザ光を出射するようにしたので、視感度の高いレーザ光源色を混合させて表示し、スペックルノイズを低減することができる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, the color reproduction range that can be displayed using both G and Y emits laser light from both the G and Y laser light sources. There is an effect that speckle noise can be reduced by mixing and displaying laser light source colors having high visibility.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、4色以上のレーザ光源から出力されるレーザ光出力変調を各色独立に制御するようにしたので、コントラストが大きな映像を表示することができる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, since the laser light output modulation output from the laser light sources of four or more colors is controlled independently for each color, there is an effect that an image with a large contrast can be displayed. is there.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、レーザモニタの出力及び/または設定する表示モードに応じて、変調するようにしたので、画像の明るさや色が変化した場合の補償をすることができる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element is modulated according to the output of the laser monitor and / or the display mode to be set. There is an effect that compensation can be made when the brightness or color changes.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、レーザ光出射時間を、入力画像信号に応じて、2次元変調素子の画像変調の各分割時間の変調と同期変調するようにしたので、画像の階調数とコントラストを増加させることができ、様々な映像表現が可能となる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, the laser light emission time is synchronously modulated with the modulation of each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element in accordance with the input image signal. The number of gradations and contrast can be increased, and there is an effect that various video expressions are possible.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、複数色のレーザ光源のそれぞれは、2次元変調素子に対して他のレーザ光源が同時に出射している時間におけるその出射パワー変調と、2次元変調素子に対して該レーザ光源が単色のみを出射している時間における出射パワー変調とを、独立に制御するようにしたので、単色で出射しているときのパワーはもとのまま、色温度を調整することができる効果がある。   In addition, according to the laser image forming apparatus of the present invention, each of the laser light sources of a plurality of colors has its emission power modulation and two-dimensional modulation during the time when another laser light source emits simultaneously to the two-dimensional modulation element. Since the output power modulation during the time when the laser light source emits only a single color to the element is controlled independently, the color temperature is kept unchanged while keeping the power when emitting in a single color. There is an effect that can be adjusted.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、色度座標における色表示範囲を視聴環境に応じて制御するようにしたので、視聴環境の変化によるコントラストの低下を抑えることができる効果がある。   In addition, according to the laser image forming apparatus of the present invention, the color display range in the chromaticity coordinates is controlled according to the viewing environment, so that it is possible to suppress a decrease in contrast due to a change in the viewing environment.

図1は、本発明の実施の形態1におけるレーザ画像形成装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a laser image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態の色表示範囲を表す色度図である。FIG. 2 is a chromaticity diagram showing the color display range according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態1の画像形成方法を表すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the image forming method according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態2の画像形成方法を表すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an image forming method according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態2に係るレーザ画像形成装置のレーザ光出射タイミングを表す図である。FIG. 5 is a diagram showing the laser beam emission timing of the laser image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 図6は、本発明の実施の形態2に係るレーザ画像形成装置において、複数色同時出射している時間における出射パワー変調と単色のみを出射している時間における出射パワー変調とを独立に制御した場合のレーザ光出射タイミングを表す図である。FIG. 6 shows the laser image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, in which the output power modulation during the time when multiple colors are emitted simultaneously and the output power modulation during the time when only one color is emitted are controlled independently. It is a figure showing the laser beam emission timing in the case. 図7は、本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置におけるGとYのレーザ光出力を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing G and Y laser beam outputs in the laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 図9は、本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置においてレーザ光の出射時間を変調した例を表す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example in which the laser beam emission time is modulated in the laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 図10は、本発明のレーザ画像形成装置におけるレーザ光出射時間制御を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating laser light emission time control in the laser image forming apparatus of the present invention. 図11は、本発明のレーザ画像形成装置における色表示範囲を表す色度図である。FIG. 11 is a chromaticity diagram showing a color display range in the laser image forming apparatus of the present invention. 図12は、従来のレーザ画像形成装置の概略図である。FIG. 12 is a schematic view of a conventional laser image forming apparatus.

(符号の説明)
100、200 レーザ画像形成装置
101B 青色レーザ光源
101G 緑色レーザ光源
101Y 黄緑色レーザ光源
101R 赤色レーザ光源
102 照明光学系
103、1031〜1033 スペックルノイズ除去手段
104、1041〜1043 光インテグレータ
106、1061〜1063 投影光学系
107、1071〜1073 2次元変調素子
108 投射光学系
109 ダイクロイックプリズム
10 スクリーン
121 ダイクロイックミラー
122 レンズ
1061a、1063a ミラー
1061b、1062、1063b フィールドレンズ
300 レーザ画像形成装置
1R 赤色レーザ光源
1G 緑色レーザ光源
1B 青色レーザ光源
2 照明光学系
3 スペックル除去手段
4 光インテグレータ
6 投影光学系
61 ミラー
62 フィールドレンズ
71 2次元変調素子
8 投射光学系
9 ダイクロイックプリズム
10 スクリーン
(Explanation of symbols)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 Laser image forming apparatus 101B Blue laser light source 101G Green laser light source 101Y Yellow green laser light source 101R Red laser light source 102 Illumination optical system 103, 1031-1033 Speckle noise removal means 104, 1041-1043 Optical integrator 106, 1061-1063 Projection optical system 107, 1071 to 1073 Two-dimensional modulation element 108 Projection optical system 109 Dichroic prism 10 Screen 121 Dichroic mirror 122 Lens 1061a, 1063a Mirror 1061b, 1062, 1063b Field lens 300 Laser image forming apparatus 1R Red laser light source 1G Green laser light source 1B Blue laser light source 2 Illumination optical system 3 Speckle removal means 4 Optical integrator 6 Projection optical system 61 Mirror 62 Field lens 71 Two-dimensional modulation element 8 Projection optical system 9 Dichroic prism 10 Screen

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるレーザ画像形成装置100の概略図である。図1は複数のレーザ光源、及び単一の変調素子を用いたプロジェクションディスプレイ(レーザディスプレイ)である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser image forming apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a projection display (laser display) using a plurality of laser light sources and a single modulation element.

図1において、本実施の形態1に係るレーザ画像形成装置100は、青色(B)、緑色(G)、黄緑色(Y)、赤色(R)の4色のレーザ光源(101B、101G、101Y、101R)と、画像の変調を行なう変調素子107と、変調素子107を照明する照明光学系102と、スクリーン10上に2次元画像を投射する投射光学系108とを有している。各色のレーザ光源(101B、101G、101Y、101R)を出射した光は、変調素子107を照明する照明光学系102に導かれる。照明光学系102は、スペックルノイズ除去手段103、光インテグレータ104、投影光学系106を含み、レーザ光源の光を変調素子107の有効面と同一形状に成形するとともに、光強度分布をほぼ均一化し、変調素子107を照明する。実施の形態1では、4色の光に対しそれぞれ1つの変調素子107及び光インテグレータ104を用いており、ダイクロイックミラー121により4色を合波した後、合波した光は光インテグレータ104と変調素子107に導かれる。なお4色を合波するためには、レーザ光の偏光方向を違えて、偏光プリズムなどを用いて合波することもできる。また特に合波せずとも、各色のレーザ光が、光インテグレータ104に入射できるように光路設計がなされていればよい。   In FIG. 1, a laser image forming apparatus 100 according to the first embodiment includes four (4) laser light sources (101B, 101G, 101Y) of blue (B), green (G), yellow-green (Y), and red (R). , 101R), a modulation element 107 that modulates an image, an illumination optical system 102 that illuminates the modulation element 107, and a projection optical system 108 that projects a two-dimensional image on the screen 10. The light emitted from the laser light sources (101B, 101G, 101Y, 101R) of each color is guided to the illumination optical system 102 that illuminates the modulation element 107. The illumination optical system 102 includes speckle noise removing means 103, an optical integrator 104, and a projection optical system 106. The light of the laser light source is shaped into the same shape as the effective surface of the modulation element 107, and the light intensity distribution is made substantially uniform. Then, the modulation element 107 is illuminated. In the first embodiment, one modulation element 107 and one light integrator 104 are used for four colors of light, and after the four colors are combined by the dichroic mirror 121, the combined light is combined with the light integrator 104 and the modulation element. Guided to 107. In order to combine the four colors, the polarization directions of the laser beams can be changed and combined using a polarizing prism or the like. Further, it is only necessary to design the optical path so that the laser beams of the respective colors can enter the optical integrator 104 without being multiplexed.

4色のレーザ光は、順次に出射され、1つの変調素子107を時間分割して使用し、スクリーン上で時間平均的加法混色することでカラー画像を表示する。レーザ光の順次出射とは常時1色ずつ出射してもよいし、複数色のレーザ光源から同時にレーザ光が出射している時間を組み合わせても良い。   The four colors of laser light are sequentially emitted, and one modulation element 107 is time-divided and used, and a color image is displayed by time-average additive color mixing on the screen. The sequential emission of laser light may always be emitted one color at a time, or may be combined with the time during which laser light is emitted simultaneously from a plurality of color laser light sources.

実施の形態1の変調素子107は、2次元変調素子であり、切替周波数が数百Hz以上の素子が用いられ、具体的にはデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)からなる反射型2次元変調素子を用いており、投射光学系108によりスクリーン10上に2次元画像が拡大投射され、視聴者は鮮やかな画像をみることができる。   The modulation element 107 according to Embodiment 1 is a two-dimensional modulation element, and an element having a switching frequency of several hundred Hz or more is used. Specifically, a reflection type two-dimensional modulation element composed of a digital micromirror device (DMD) is used. The two-dimensional image is enlarged and projected on the screen 10 by the projection optical system 108, and the viewer can see a vivid image.

上記したように、本実施の形態1におけるレーザ画像形成装置では、1つの変調素子107を時間分割して使用しているが、各色にそれぞれ対応する複数の変調素子を用いているレーザ画像形成装置に対し、1つの変調素子をRGYB4色のレーザ光源で時分割して用いる場合、各レーザ光源のレーザ出射時間が短いため、同じ白色輝度を得るためにはレーザ光源の出射ピークパワーが4倍必要となる。レーザ光源の高出射ピークパワーを得るには、各色におけるレーザ光源個数およびレーザ光源1つあたりの出射ピークパワー増加が必要となり、コストおよび信頼性が問題となる。本発明では、複数色のレーザ光源から同時にレーザ光が出射する時間を有することにより、出射ピークパワーを抑えることができる。例えば、RGYB単独で出射して白色輝度を得るのに対し、同じ白色輝度を得るピークパワーを75%に抑えることができ、光源コストを抑え、信頼性を得ることができる。   As described above, in the laser image forming apparatus according to the first embodiment, one modulation element 107 is time-divided and used, but the laser image forming apparatus uses a plurality of modulation elements corresponding to each color. On the other hand, when one modulation element is used in a time-sharing manner with RGYB four-color laser light sources, the laser emission time of each laser light source is short, so that the output peak power of the laser light source is four times necessary to obtain the same white luminance. It becomes. In order to obtain a high emission peak power of a laser light source, it is necessary to increase the number of laser light sources in each color and the emission peak power per laser light source, which causes problems in cost and reliability. In the present invention, it is possible to suppress the emission peak power by having time to emit laser beams simultaneously from the laser light sources of a plurality of colors. For example, while RGYB alone emits to obtain white luminance, peak power for obtaining the same white luminance can be suppressed to 75%, light source cost can be reduced, and reliability can be obtained.

ランプやLEDなどの光源では、複数色を同時に利用する場合、明るさは確保されるが、加法混色により色コントラストが低下し、十分な色再現ができないという問題がある。特に色度座標で示される色再現範囲のRGBの三角形の頂点付近の明度が高い色が再現できなくなる。しかしながら本発明では、単色性を有するレーザ光源を用いることにより、彩度が高いRGYBの色についても明るく表示することができ、十分な色再現範囲を確保することができる。レーザ光源は単色性があるため、色純度が極めて高く、これまでのディスプレイよりも彩度の高い色を表示できる。画像信号の範囲の色や日常よく目にする範囲の色は、レーザ光源を用いた場合、レーザ光源色を混色した色(RGB三角形の内側)となるため、複数色の同時出射による混合色を用いながら、十分に色再現することが可能となる。   In the case of using a plurality of colors at the same time, a light source such as a lamp or LED has a problem that although brightness is ensured, color contrast is lowered due to additive color mixing, and sufficient color reproduction cannot be performed. In particular, it becomes impossible to reproduce a color having high brightness near the apex of the RGB triangle in the color reproduction range indicated by the chromaticity coordinates. However, in the present invention, by using a monochromatic laser light source, it is possible to brightly display RGYB colors with high saturation and to secure a sufficient color reproduction range. Since the laser light source is monochromatic, the color purity is extremely high, and it is possible to display a color with higher saturation than conventional displays. When the laser light source is used, the colors in the image signal range and the range that is often seen in daily life are mixed colors of the laser light source colors (inside the RGB triangle). It is possible to reproduce the color sufficiently while using it.

本発明のレーザ画像形成装置は、画像変調を行う変調素子を有し、中心波長の異なる4色以上のレーザ光源を有することを特徴としている。レーザ光の干渉によるスペックルノイズは、視聴者に対し、光強度分布の細かな揺らぎとなるが、中心波長の異なるレーザ光から生じるスペックルパターンは異なり、異なるパターンを視聴者が同時に知覚すると、揺らぎの平均化が生じ、総光強度に対する揺らぎ量は低減する。異なるパターンの知覚は、時間的に全く同じでなくとも、視聴者が区別できない時間内に異なるパターンが視聴者に届けば、パターンが重なって知覚されるため、揺らぎ量(スペックルノイズ)は低減することとなる。一般的なレーザ画像形成装置では、RGBの3色よりなるが、本発明では4色用いるために、パターン数が増えスペックルノイズが低減される。   The laser image forming apparatus of the present invention has a modulation element that performs image modulation, and has laser light sources of four or more colors having different center wavelengths. Speckle noise due to laser light interference causes fine fluctuations in the light intensity distribution to the viewer, but the speckle pattern generated from laser light with different center wavelengths is different, and if the viewer perceives different patterns simultaneously, Fluctuation averaging occurs, and the amount of fluctuation with respect to the total light intensity is reduced. Even if the perception of different patterns is not exactly the same in time, if different patterns reach the viewer within a time period that the viewer cannot distinguish, the patterns are perceived as overlapping, reducing the amount of fluctuation (speckle noise) Will be. A general laser image forming apparatus is composed of three colors of RGB. However, since four colors are used in the present invention, the number of patterns increases and speckle noise is reduced.

本発明のレーザ光源の中心波長は、430〜475nmである青色(B)、480〜560nmである緑色(G)と黄緑色(Y)、610〜680nmである赤色(R)、の4色BGYRのレーザ光源を少なくとも有することが好ましい。   The center wavelength of the laser light source of the present invention is four colors BGYR of blue (B) of 430 to 475 nm, green (G) and yellow green (Y) of 480 to 560 nm, and red (R) of 610 to 680 nm. It is preferable to have at least the laser light source.

本実施の形態1におけるレーザ画像形成装置では、その特徴である色表示範囲の大きさと明るさとを有するものとするのが好ましい。このため青色(B)のレーザ光の中心波長は、視感度がありかつCIE色度座標y値が小さい430〜475nmが好ましく、赤色(R)レーザ光の中心波長は、視感度がありかつ色度座標x値が大きい610〜680nmが好ましい。緑色(G)レーザと黄緑色(Y)レーザ光の中心波長は、視感度が高いとともに、色度座標上いずれかのy値を高く、いずれかのx値を低くすることにより、明るさと色表示範囲の大きさとを得ることができる。このため、GとYの中心波長は480〜560nmであることが好ましい。4色のレーザ光を用いることにより、色表示範囲は色度図上で、3色の場合の3角形から4角形へと広がり、色の自由度が増し、色鮮やかな表示が可能となる。   In the laser image forming apparatus according to the first embodiment, it is preferable to have the color display range size and brightness, which are the characteristics of the laser image forming apparatus. For this reason, the center wavelength of the blue (B) laser light is preferably 430 to 475 nm with high visibility and a small CIE chromaticity coordinate y value, and the center wavelength of the red (R) laser light has high visibility and color. 610-680 nm with a large degree coordinate x value is preferable. The central wavelengths of the green (G) laser and the yellow-green (Y) laser light have high visibility, and by increasing any y value and decreasing any x value on the chromaticity coordinates, brightness and color The size of the display range can be obtained. For this reason, it is preferable that the center wavelengths of G and Y are 480 to 560 nm. By using four colors of laser light, the color display range on the chromaticity diagram is expanded from a triangle in the case of three colors to a quadrangle, increasing the degree of color freedom and enabling vivid display.

本実施の形態1では、Bに中心波長455nmの半導体レーザ、Gに中心波長490nmの波長変換レーザ、Yに中心波長540nmの波長変換レーザ、Rに中心波長635nmの半導体レーザを用いている。このときの本実施の形態1の色表示範囲(太い実線)を、あらわすCIE色度図を図2(a)に示す。図2(a)には、比較のため従来のCRTで表示可能範囲であるsRGB規格範囲(細い実線)も図示している。実施の形態1では、非常に広い範囲の色再現が可能となっていることがわかる。画像信号に準じた色を表示する場合、sRGB規格の色再現範囲を表示できればよい。本実施の形態1において、sRGBの色再現範囲は、RGYB四角形あるいは図2(b)に示すように△BYR(一点鎖線)の内側であるため、常にレーザ光源のRGYB4色あるいはBYR3色を混色した色を表示することとなる。これにより、レーザの単色性と広い色表示範囲により、複数色のレーザ光を同時出射した混合色を併用しても、色再現することができる。なお十分な色再現範囲を確保するためには、レーザ光源を用いた場合においても、複数色を同時に出射する時間を単色発射の時間よりも長くならないようにすることが好ましい。   In the first embodiment, a semiconductor laser having a central wavelength of 455 nm is used for B, a wavelength conversion laser having a central wavelength of 490 nm is used for G, a wavelength conversion laser having a central wavelength of 540 nm is used for Y, and a semiconductor laser having a central wavelength of 635 nm is used for R. A CIE chromaticity diagram showing the color display range (thick solid line) of the first embodiment at this time is shown in FIG. FIG. 2A also shows an sRGB standard range (thin solid line) that is a displayable range on a conventional CRT for comparison. In Embodiment 1, it can be seen that a very wide range of color reproduction is possible. When displaying a color according to the image signal, it is only necessary to display the color reproduction range of the sRGB standard. In the first embodiment, since the color reproduction range of sRGB is inside the RGYB square or ΔBYR (dashed line) as shown in FIG. 2B, the RGYB four colors or the BYR three colors of the laser light source are always mixed. The color will be displayed. As a result, due to the monochromaticity of the laser and the wide color display range, color reproduction can be achieved even when a mixed color in which a plurality of colors of laser beams are simultaneously emitted is used in combination. In order to secure a sufficient color reproduction range, it is preferable that the time for emitting a plurality of colors simultaneously is not longer than the time for monochromatic emission even when a laser light source is used.

また、レーザ光源は単色性を示すため、単色(RGYB四角形の頂点の色)を表示するとき、色の彩度が極めて高く、画像の観察者には相対的に明るく感じてしまう。これを補うためにRGYB四角形の頂点付近の色は相対的に明るさを抑えて表示することが必要となる。本実施の形態1においては、複数色のレーザ光を同時出射する時間を有することにより、単色の明るさを抑えることができ、バランスのとられた色表示が可能となる。   Further, since the laser light source exhibits monochromaticity, when displaying a single color (the color of the vertex of the RGYB quadrangle), the color saturation is extremely high, and the image observer feels relatively bright. In order to compensate for this, it is necessary to display colors near the vertices of the RGYB square with relatively low brightness. In the first embodiment, by having time to simultaneously emit laser beams of a plurality of colors, the brightness of a single color can be suppressed, and a balanced color display can be achieved.

スペックルノイズは、光強度揺らぎが視感される明るさ揺らぎとなるため、視感度が高い波長において、強く知覚される。このためGとYのレーザ光は、480〜560nmの視感度が高い波長域であることが好ましく、他の波長域で2色化する場合よりもスペックルノイズの低減効果が特に大きい。また、GとYのレーザ光の中心波長が480〜560nmの範囲外の2色である場合、480nmよりも短波長であるレーザ光は青色と知覚され、560nmよりも長波長であれば黄色と知覚される。このときの2色は反対色相であるため、スペックルノイズは明るさ揺らぎ以外に色ムラと認識される。このため、たとえスペックルパターンが異なり明るさ揺らぎが低減しても、色ムラとして認識されると、ノイズ低減効果はなくなる。このため、GとYの中心波長は480〜560nmの範囲内であることが好ましい。   Speckle noise is perceived strongly at a wavelength with high visibility because it causes brightness fluctuations in which light intensity fluctuations are perceived. For this reason, it is preferable that the G and Y laser beams have a wavelength range with high visibility of 480 to 560 nm, and the effect of reducing speckle noise is particularly greater than when two colors are used in other wavelength ranges. Further, when the center wavelengths of the G and Y laser beams are two colors outside the range of 480 to 560 nm, the laser beam having a wavelength shorter than 480 nm is perceived as blue, and if the wavelength is longer than 560 nm, the laser beam is yellow. Perceived. Since the two colors at this time have opposite hues, the speckle noise is recognized as color unevenness in addition to brightness fluctuation. For this reason, even if the speckle pattern is different and the brightness fluctuation is reduced, if it is recognized as color unevenness, the noise reduction effect is lost. For this reason, the center wavelengths of G and Y are preferably in the range of 480 to 560 nm.

またスペックルノイズの低減効果を得るためには、GとYのスペックルパターンの相関がなくなるように、中心波長が2nm以上異なることが好ましい。またGとYの中心波長の差が大きいと反対色相でなくとも色ムラとして知覚されるため、中心波長の差は60nm以下であることが好ましい。480〜560nmの範囲内で、60nm以下の中心波長の差であれば、これらのスペックルパターンは人間の目の解像度付近の粒が混在する略混色状態となるため、色ムラと認識されない。   In order to obtain an effect of reducing speckle noise, it is preferable that the center wavelength is different by 2 nm or more so that the correlation between the G and Y speckle patterns is eliminated. In addition, if the difference between the center wavelengths of G and Y is large, it is perceived as color unevenness even if the hue is not opposite. If the difference between the center wavelengths is 60 nm or less within the range of 480 to 560 nm, these speckle patterns are in a substantially mixed color state in which grains near the resolution of the human eye are mixed, and thus are not recognized as color unevenness.

本実施の形態1の画像形成装置100において、GとYのレーザ光源の少なくとも一方は、波長変換レーザであることが好ましい。波長変換レーザとは、基本波レーザ光の波長変換を行ったレーザである。波長変換には、波長が1/2となる2倍波、1/3となる3倍波、また2つの基本波を用いる和周波や差周波がある。基本波レーザ光は、固体レーザ、気体レーザ、ファイバーレーザ、半導体レーザを用いることができ、波長変換レーザは、非常に幅広い波長の設計ができる。GとYのレーザ光には、色および明るさの設計のため、自由な波長選択ができる波長変換レーザを用いることが好ましい。なお他の色のレーザ光源には、レーザ発振を用いた光源全般を用いることができ、半導体レーザ、気体レーザ、ファイバーレーザ、固体レーザなどを用いることができる。   In the image forming apparatus 100 according to the first embodiment, it is preferable that at least one of the G and Y laser light sources is a wavelength conversion laser. The wavelength conversion laser is a laser that performs wavelength conversion of the fundamental laser beam. Wavelength conversion includes a double wave whose wavelength is 1/2, a triple wave whose wavelength is 1/3, and a sum frequency and a difference frequency using two fundamental waves. As the fundamental wave laser beam, a solid laser, a gas laser, a fiber laser, or a semiconductor laser can be used, and the wavelength conversion laser can be designed with a very wide range of wavelengths. For the G and Y laser beams, it is preferable to use a wavelength conversion laser capable of freely selecting a wavelength for the design of color and brightness. In addition, as the laser light sources of other colors, general light sources using laser oscillation can be used, and semiconductor lasers, gas lasers, fiber lasers, solid lasers, and the like can be used.

また、緑色(G)と黄緑色(Y)の中心波長は、Gが480〜520nm、Yが520〜560nmであることが好ましい。人の知覚する色範囲は、図2(a)の色度図上の単色光源スペクトルの示す馬蹄形(破線)内であるため、4色を選択するとき、できるだけ馬蹄形の広範囲を占める四角形となる色表示範囲とすることが求められる。したがって、Gの中心波長を480〜520nm、Yの中心波長を520〜560nmとすることで、レーザ光の単色性と4色を用いた広い色表示範囲を得ることができ、視聴者にこれまでにない色鮮やかな映像を届けることができる。   Moreover, as for the center wavelength of green (G) and yellowish green (Y), it is preferable that G is 480-520 nm and Y is 520-560 nm. Since the color range perceived by a person is within the horseshoe shape (broken line) indicated by the monochromatic light source spectrum on the chromaticity diagram of FIG. 2A, when four colors are selected, the color becomes a quadrangle that occupies as much of the horseshoe shape as possible. The display range is required. Therefore, by setting the center wavelength of G to 480 to 520 nm and the center wavelength of Y to 520 to 560 nm, it is possible to obtain a wide color display range using the monochromaticity of the laser light and four colors. It can deliver a colorful image that is not available.

4色以上の波長の異なるレーザ光を用いるレーザ画像形成装置では、レーザ画像形成装置に入力される入力画像信号をレーザ光の色数の出力を制御する出力画像制御信号に変換し、出力画像制御信号に応じて各色を制御することが好ましい。具体的には、入力画像信号が3色に対応するものであっても、4色以上の各色信号に対応する出力画像制御信号に拡張変換する。各色にそれぞれ階調を与えて変調することにより、3色による制御よりも色表示範囲を広げて制御することができ、色鮮やかな映像を作成することができる。また、本実施の形態1のレーザ画像形成装置において、輝度の高い混合色の入力画像信号を出力画像制御信号に変換するとき、視感度の高いレーザ光源色を混合するように変換することが好ましい。具体的には、実施の形態1において、Whiteを表示する場合、BGRもしくはBYRの3色のみを用いても表示できるが、BGYRの全てを用いて表示するように変換する。すなわち、同じ色を表示する場合であっても、視感度の高いレーザ光源色を混合することによって、スクリーンで生じるスペックルパターン数を増やし、スペックルノイズを低減することができる。更に好ましくは、出力画像制御信号に変換する際、視感度の高い各レーザ光源色は、それらができるだけ同じ明るさとなるようにする。例えば、Whiteを表示するとき、GとYの輝度がスクリーン上でほぼ同じになるように変換する。   In a laser image forming apparatus using four or more colors of laser light having different wavelengths, an input image signal input to the laser image forming apparatus is converted into an output image control signal for controlling the output of the number of colors of the laser light, and output image control is performed. It is preferable to control each color according to the signal. Specifically, even if the input image signal corresponds to three colors, the input image signal is extended and converted into output image control signals corresponding to four or more color signals. By modulating each color with gradation, the color display range can be expanded and controlled rather than the control with three colors, and a vivid image can be created. In the laser image forming apparatus according to the first embodiment, when converting an input image signal having a high luminance and mixed color into an output image control signal, it is preferable to convert the laser light source color having a high visibility so as to be mixed. . Specifically, in the first embodiment, when displaying White, it is possible to display using only three colors of BGR or BYR, but the display is converted to display using all of BGYR. That is, even when the same color is displayed, the number of speckle patterns generated on the screen can be increased and speckle noise can be reduced by mixing laser light source colors having high visibility. More preferably, when converting into an output image control signal, the laser light source colors having high visibility are set to have the same brightness as much as possible. For example, when displaying White, conversion is performed so that the luminances of G and Y are substantially the same on the screen.

実施の形態1では、図2(b)で示すようにsRGB(細い実線)の範囲内の色は、△BYR(一点鎖線)に含まれており、Gを出力させずともsRGBの範囲内の色を表示することができる。ここで、図2(a)で示すように、四角の太い実線は本実施の形態1の色表示範囲である。しかし本発明では、スペックルノイズを低減するため、BYRの3色のみでも表示可能な場合でも、Gを加えて、4色で表示するように、映像信号の出力を4色へと変換する。また、これと同様に、BGRの3色のみで表示可能な場合もYを加えて4色で表示するようにする。こうして、Yが表示されるときはGも、Gが表示されるときはYも同時に表示させるようにすることで、視感度の高いレーザ光源色を混合させて表示し、スペックルノイズを低減させることができる。このように、GとYの両方を用いて表示することができる色再現域は、GとYの両方の出力が表示されるようにすることが好ましい。特に、明るい画像(Whiteなどの表示)では、スクリーンで表示されている画素の各色の輝度成分がGとYでほぼ同じになるように、4色の表示信号に変換されることが好ましい。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2B, the color within the range of sRGB (thin solid line) is included in ΔBYR (dashed line), and it is within the range of sRGB without outputting G. The color can be displayed. Here, as shown in FIG. 2A, the thick solid line of the square is the color display range of the first embodiment. However, in the present invention, in order to reduce speckle noise, even when only three colors of BYR can be displayed, G is added and the output of the video signal is converted into four colors so that the four colors are displayed. Similarly to this, when display is possible only with three colors of BGR, Y is added to display with four colors. In this way, G is displayed when Y is displayed and Y is displayed simultaneously when G is displayed, so that laser light source colors with high visibility are mixed and displayed, thereby reducing speckle noise. be able to. In this way, it is preferable that the color reproduction range that can be displayed using both G and Y displays both G and Y outputs. In particular, in a bright image (display such as White), it is preferable that the luminance component of each color of the pixel displayed on the screen is converted into a display signal of four colors so that G and Y are substantially the same.

GとYの表示される輝度がほぼ同じとき、スペックルノイズの低減効果が最も大きくなる。ここで、ほぼ同じ輝度とは、一方に対し、2/3〜3/2の輝度値である。また明るい画像の画素信号とは、入力信号の輝度値が、最大輝度となる入力信号の0.8倍以上のときである。   When G and Y are displayed with substantially the same luminance, the speckle noise reduction effect is greatest. Here, the substantially same luminance is a luminance value of 2/3 to 3/2 for one side. A pixel signal of a bright image is when the luminance value of the input signal is 0.8 times or more that of the input signal that provides the maximum luminance.

レーザ光源を用いたレーザ画像形成装置には、スクリーン上でレーザ光を1画素ずつ走査させる手法も提案されているが、本発明では2次元もしくは1次元の変調素子で変調した画像をスクリーンに投影する。レーザ光を1画素ずつ走査する場合、収束ビームを用いるためパワー密度が高くなり、高出力(明るい)画像を形成するとき、非常に制御が難しくなる。これに対し、変調素子上で2次元もしくは1次元に広げたビームを用いる場合、容易に高出力のレーザ光を用いることができ、視聴者に明るい映像を届けることができる。また特に2次元変調素子を用いた場合、1次元よりもパワー密度を下げることが可能となり、更に制御が容易になる。2次元変調素子には、2次元アレイのマイクロミラーを用いた素子や2次元アレイ液晶素子などを用いることができる。   In a laser image forming apparatus using a laser light source, a method of scanning a laser beam pixel by pixel on a screen has been proposed. In the present invention, an image modulated by a two-dimensional or one-dimensional modulation element is projected on a screen. To do. When scanning laser light pixel by pixel, the power density increases because a convergent beam is used, and control becomes very difficult when a high output (bright) image is formed. On the other hand, when a two-dimensional or one-dimensionally spread beam is used on the modulation element, a high-power laser beam can be easily used, and a bright image can be delivered to the viewer. In particular, when a two-dimensional modulation element is used, the power density can be lowered as compared with one dimension, and control becomes easier. As the two-dimensional modulation element, an element using a two-dimensional array micromirror, a two-dimensional array liquid crystal element, or the like can be used.

図3は実施の形態1のレーザ画像形成装置のカラー画像形成方法を示すフローチャートである。
まず、入力画像信号を4色(BGYR)の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号に変換する。そして、この出力画像制御信号に応じて、2次元変調素子を変調するとともに、レーザ光の出射出力の変調をB、G、Y、R各色独立に制御する。本実施の形態1のレーザ画像形成装置では、1つの2次元変調素子を4色のレーザ光源に対して用いており、各色のレーザ光出射タイミングと2次元変調素子における各色の画像変調タイミングとが同期をとって制御され、各レーザ光源から順次に別の色のレーザ光が出射されるとともに、2次元変調素子も順次に各色の画像変調を行い、カラー画像を形成する。
FIG. 3 is a flowchart showing a color image forming method of the laser image forming apparatus according to the first embodiment.
First, the input image signal is converted into an output image control signal for controlling the output of each color signal of four colors (BGYR). Then, in accordance with the output image control signal, the two-dimensional modulation element is modulated and the modulation of the laser beam emission output is controlled independently for each of the B, G, Y, and R colors. In the laser image forming apparatus according to the first embodiment, one two-dimensional modulation element is used for four-color laser light sources, and the laser light emission timing of each color and the image modulation timing of each color in the two-dimensional modulation element are determined. Control is performed in synchronization, and laser beams of different colors are sequentially emitted from the laser light sources, and the two-dimensional modulation element sequentially modulates the images of the respective colors to form a color image.

実施の形態1のレーザ画像形成装置においては、レーザ光の出射光強度を画像信号によりフレーム毎に各色独立で変化させている。出力画像は、レーザ出射光強度と変調素子による変調を掛け合わせた階調の映像表現が可能となる。例えば、変調素子が256階調制御、レーザ光強度を最小値から最大値まで16階調制御するとすれば、1フレームは4色256階調の表現ができるとともに、シーケンスとしては、4色256×16(4096)階調の映像表現ができる。またレーザ光強度制御幅(最大値/最小値)が1000あるとともに、変調素子によるコントラスト性能が1000:1であれば、シーケンスのコントラストは1000000:1となり、豊かな映像表現が可能となる。   In the laser image forming apparatus of the first embodiment, the emitted light intensity of the laser light is changed independently for each color for each frame by the image signal. The output image can represent a gradation image obtained by multiplying the intensity of the laser beam and the modulation by the modulation element. For example, if the modulation element controls 256 gradations and the laser light intensity is controlled by 16 gradations from the minimum value to the maximum value, one frame can express 256 gradations of 4 colors, and the sequence includes 4 colors 256 × 16 (4096) gradation image representation is possible. If the laser light intensity control width (maximum value / minimum value) is 1000 and the contrast performance of the modulation element is 1000: 1, the contrast of the sequence is 1000000: 1, and rich image expression is possible.

本発明のレーザ画像形成装置は、2次元変調素子を有し、レーザ光源の光出力変調を各色独立に制御することを特徴としている。2次元変調素子で画像変調を行うとともに、各色独立に制御することにより、前記したようにシーケンスの色表現を豊かにすることができるとともに、各色のレーザ光出射強度制御幅を広くすることにより、非常に高いコントラストの映像を得ることができる。またレーザ光源の光出力制御は、映像全体の色調整などのため、視聴環境などに合わせて調整することもできるし、画像信号により光出力階調を与えることもできる。本発明では各色のレーザ光出力変調を独立に制御し、2次元変調素子で画像変調を行うことで、より細かな調整を行なうことができ、コントラストの広がった映像を提供できる。本発明のレーザ画像形成装置はレーザ光源を用いているため、光源への電流電圧制御により、高速でかつ線形の出力制御を行うことができ、映像としてはフレーム毎の高速変調やダイナミックレンジの広い制御ができる。   The laser image forming apparatus of the present invention has a two-dimensional modulation element, and controls the light output modulation of the laser light source independently for each color. By performing image modulation with a two-dimensional modulation element and controlling each color independently, the color expression of the sequence can be enriched as described above, and the laser light emission intensity control width of each color is widened. An image with very high contrast can be obtained. In addition, the light output control of the laser light source can be adjusted according to the viewing environment or the like for color adjustment of the entire image, and the light output gradation can be given by an image signal. In the present invention, laser light output modulation for each color is controlled independently, and image modulation is performed by a two-dimensional modulation element, whereby finer adjustments can be made and an image with a wide contrast can be provided. Since the laser image forming apparatus of the present invention uses a laser light source, high-speed and linear output control can be performed by current-voltage control to the light source, and as a video, high-speed modulation for each frame and a wide dynamic range are possible. Can control.

また、本発明のレーザ画像形成装置では、レーザ光源の出射パワー変調を各色独立で制御することにより、画像に応じて各レーザ光源のレーザ光出力を抑えて出力することができ、光出力にかかわる電力の省電力化が可能となる。またレーザ光出力を抑えて使用することで、レーザ光源の高寿命化も可能とする。また変調素子と同期させて、画像変調を行うことにより、画像の階調数とコントラストを増加させることができ、様々な映像表現が可能とすることができる。   Further, in the laser image forming apparatus of the present invention, by controlling the emission power modulation of the laser light source independently for each color, the laser light output of each laser light source can be suppressed and output according to the image, and the light output is related. It is possible to save power. In addition, the laser light source can be used with a long life by suppressing the laser light output. Further, by performing image modulation in synchronization with the modulation element, the number of gradations and contrast of the image can be increased, and various video expressions can be made possible.

また、本実施の形態1において、レーザ光源出射パワー変調の各色独立した制御は、入力画像信号及び/または視聴環境に応じて行うことが好ましい。入力画像信号に応じてレーザ光源の出射パワーを変調することにより、前記したように階調数とコントラストの増加、また省電力が可能となる。本発明ではレーザ光源を用いているため、高周波数のパワー変調が可能であり、ランプ型などでは対応できなかった1フレーム毎および1フレーム内のパワー変調を行うことができる。   In the first embodiment, it is preferable that the independent control of the laser light source emission power modulation is performed according to the input image signal and / or viewing environment. By modulating the emission power of the laser light source in accordance with the input image signal, the number of gradations and contrast can be increased and power can be saved as described above. Since a laser light source is used in the present invention, high-frequency power modulation is possible, and power modulation can be performed for each frame and within one frame, which was not possible with a lamp type or the like.

また出射パワーを視聴環境に応じて各色独立に変化させることにより、視聴環境が変化しても色変化を補償して表示することができる。本発明では、単色の明るさの他、複数色同時出射時の混合色を制御することができるため、視聴環境が変化しても色変化を幅広く補償することができる。なお視聴環境が暗い状況などで、表示する明るさを抑える場合も出射パワーを抑えることで、省電力を兼ねながら色変化の補償を制御することもできる。   In addition, by changing the emission power independently for each color according to the viewing environment, even if the viewing environment changes, the color change can be compensated for display. In the present invention, in addition to the brightness of a single color, a mixed color at the time of simultaneous emission of a plurality of colors can be controlled, so that even if the viewing environment changes, the color change can be widely compensated. It should be noted that, in the case where the viewing environment is dark or the like, even when the brightness to be displayed is suppressed, it is possible to control the color change compensation while also saving power by suppressing the output power.

また、本実施の形態1では、4色のレーザ光源に対し、それぞれ1つの光インテグレータ及び2次元変調素子をもち、レーザ光を順次出射することにより、2次元変調素子を時間分割して用い、画像変調を行っている。複数の色のレーザ光源を用いる場合、各色に対し光学部品と変調素子を用意すれば、大型化および高コスト化してしまう。本発明では、複数の色のレーザ光源に対し、レーザ光を順次発射し、それぞれ1つの光インテグレータ及び2次元変調素子のみを用いることが好ましく、光学部品および変調素子を共通化することで、光学系の小型化と低コスト化が可能となる。   Further, in the first embodiment, each of the four color laser light sources has one optical integrator and a two-dimensional modulation element, and sequentially emits laser light to use the two-dimensional modulation element in a time-sharing manner. Image modulation is performed. When using laser light sources of a plurality of colors, if an optical component and a modulation element are prepared for each color, the size and cost are increased. In the present invention, it is preferable to sequentially emit laser beams to laser light sources of a plurality of colors and use only one optical integrator and a two-dimensional modulation element, respectively. The system can be reduced in size and cost.

また、本実施の形態1のレーザ画像形成装置において、レーザ画像形成装置に入力される入力画像信号から変換された出力画像制御信号は、各色の2次元変調素子の変調を行うための信号と、各色のレーザ光強度の変調を行うための信号とを含む。かかる構成によれば、2次元変調素子変調とレーザ光強度変調が組み合わされた変調を行うことができ、豊かな色表現と大きなコントラストを有する出力画像を得ることができる。   In the laser image forming apparatus of the first embodiment, the output image control signal converted from the input image signal input to the laser image forming apparatus includes a signal for modulating the two-dimensional modulation element of each color, And a signal for modulating the laser light intensity of each color. According to such a configuration, it is possible to perform modulation in which two-dimensional modulation element modulation and laser light intensity modulation are combined, and an output image having rich color expression and large contrast can be obtained.

また、本実施の形態1のカラー画像形成方法は、入力画像信号に応じて、2次元変調素子による画像変調と4色のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行うことを特徴としている。かかる方法とすることで、色表示範囲が広く、鮮やかでかつ大きなコントラストのカラー画像を得ることができる。   The color image forming method of the first embodiment is characterized in that image formation is performed by synchronizing image modulation by a two-dimensional modulation element and four-color laser light output modulation in accordance with an input image signal. . By adopting such a method, it is possible to obtain a color image having a wide color display range, vivid and high contrast.

また、本発明のレーザ画像形成装置は、4色レーザ光源を用いる他にスペックルノイズ除去手段を具備することが好ましい。スペックル除去手段を具備することで、より効率的に視聴者に届くスペックルノイズの除去ができる。実施の形態1では、ビームの偏向角を時間変化させる素子(具体的には回転するレンチキュラーレンズ)が具備されている。スペックルノイズ除去手段としては、2次元変調素子に照明する偏向角を時間的に変化させる手段やレーザ光のスペクトル幅および光源面積を広げる手段を用いればよい。   The laser image forming apparatus of the present invention preferably includes speckle noise removing means in addition to using a four-color laser light source. By providing the speckle removing means, speckle noise that reaches the viewer can be removed more efficiently. In the first embodiment, an element (specifically, a rotating lenticular lens) that changes the deflection angle of the beam with time is provided. As the speckle noise removing means, means for changing the deflection angle for illuminating the two-dimensional modulation element with time or means for widening the spectrum width and light source area of the laser light may be used.

以上のように、本発明の実施の形態1に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子を有するレーザ画像形成装置において、赤色(R)、緑色(G)、黄緑色(Y)、青色(B)の中心波長の異なる4色のレーザ光源(101R、101G、101Y、101B)を用いるようにし、特に、視感度の高いレーザ光源色であるGとYのレーザ光を同時に出射させて表示することができるため、視感度の高い波長域のスペックルノイズを低減することができる。   As described above, the laser image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element that performs image modulation, in which red (R), green (G), Four color laser light sources (101R, 101G, 101Y, 101B) having different center wavelengths of yellow green (Y) and blue (B) are used, and in particular, lasers of G and Y which are laser light source colors having high visual sensitivity. Since light can be emitted and displayed at the same time, speckle noise in a wavelength region with high visibility can be reduced.

また、GとYのレーザ光源(101G、101Y)の中心波長の差を2nm以上、60nm以下としたので、視感度の高い波長域のスペックルノイズを削減するとともに、色ムラのない画像を表示することができる。   In addition, since the difference between the central wavelengths of the G and Y laser light sources (101G, 101Y) is set to 2 nm or more and 60 nm or less, speckle noise in a wavelength range with high visibility is reduced and an image without color unevenness is displayed. can do.

また、GとYの両方を用いて表示することができる色再現域は、GとYの両方の出力が表示されるようにすることにより、視感度の高い波長域のスペックルノイズを低減することができる。   In addition, the color reproduction range that can be displayed using both G and Y reduces speckle noise in a wavelength range with high visibility by displaying both G and Y outputs. be able to.

また、レーザ光源の光出力変調を各色独立に制御するようにしたので、画像に応じてより細かな調整を行なうことができ、コントラストの広がった映像を提供することができる。   Further, since the light output modulation of the laser light source is controlled independently for each color, finer adjustments can be made according to the image, and an image with a wide contrast can be provided.

また、入力画像信号に応じて、単数の2次元変調素子107による画像変調と、4色のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行うようにしたので、画像の階調数とコントラストを増加させることができ、様々な映像表現を可能とすることができる。   In addition, since the image modulation by the single two-dimensional modulation element 107 and the four-color laser light output modulation are synchronized in accordance with the input image signal, the image formation is performed. It can be increased, and various video expressions can be made possible.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係るレーザ画像形成装置は、実施の形態1のレーザ画像形成装置において、各レーザ光源から画像変調を行う際の2次元変調素子の各色における変調時間である分割時間を変調させるようにしたものである。
(Embodiment 2)
The laser image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention uses the division time, which is the modulation time for each color of the two-dimensional modulation element, when performing image modulation from each laser light source in the laser image forming apparatus of Embodiment 1. It is to be modulated.

図4は、実施の形態2に係るレーザ画像形成装置のカラー画像形成方法のフローチャートを示す図である。本実施の形態2に係るレーザ画像形成装置の構成は実施の形態1におけるレーザ画像形成装置100と同様であるので説明を省略する。   FIG. 4 is a flowchart of the color image forming method of the laser image forming apparatus according to the second embodiment. Since the configuration of the laser image forming apparatus according to the second embodiment is the same as that of the laser image forming apparatus 100 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

実施の形態2に係るレーザ画像形成装置では、レーザ画像形成装置に入力される入力画像信号に応じて、2次元変調素子の各色の変調動作に対する分割時間を変調する。具体的には、例えば、1フレーム1/60secとしたとき、青色(B)、緑色(G)、黄緑色(Y)、赤色(R)の各分割時間が、あるフレームAでは(B、G、Y、R)(単位sec)が(1/240、1/240、1/240、1/240)であり、別のフレームBでは(1/480、1/480、1/240、1/120)となるように制御される。同時にレーザ光出力変調では、レーザ光出射時間が2次元変調素子の画像変調の各分割時間内に収まるように変調され、同時にレーザ光強度も各色独立に変調される。   In the laser image forming apparatus according to Embodiment 2, the division time for the modulation operation of each color of the two-dimensional modulation element is modulated in accordance with an input image signal input to the laser image forming apparatus. Specifically, for example, assuming that 1 frame is 1/60 sec, each division time of blue (B), green (G), yellow green (Y), and red (R) is (B, G , Y, R) (unit: sec) is (1/240, 1/240, 1/240, 1/240), and in another frame B (1/480, 1/480, 1/240, 1 / 120). At the same time, in the laser light output modulation, the laser light emission time is modulated so as to be within each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element, and the laser light intensity is also modulated independently for each color.

本実施の形態2のレーザ画像形成装置では、入力画像信号に応じて2次元変調素子の各色のレーザ光源への分割時間を変調することが好ましい。分割時間を変調することにより、1フレーム毎に各色の階調数を変化させることができ、必要な色の階調数のみを広げることができる。例えば夕焼けのシーンでは、赤色(R)の分割時間を多くし、赤の階調数を増やし赤色の表現を細かくすることができる。   In the laser image forming apparatus according to the second embodiment, it is preferable to modulate the division time of the two-dimensional modulation element into the laser light sources of the respective colors according to the input image signal. By modulating the division time, the number of gradations of each color can be changed for each frame, and only the number of gradations of necessary colors can be increased. For example, in a sunset scene, the red (R) division time can be increased, the number of red gradations can be increased, and the red expression can be made finer.

また、入力画像信号から変換された出力画像制御信号は実施の形態1と同様、2次元変調素子の変調を行うための信号とともにレーザ光出射時間を変調するための信号を含むことが好ましい。レーザ光出射時間変調を行うことで、一定強度であってもレーザ光出力変調を行うことができる。より好ましくは、レーザ光出射時間を、2次元変調素子の画像変調の各分割時間と同期変調させる。かかる構成によれば、2次元変調素子の画像変調の各分割時間を無駄なく使用することができる。   The output image control signal converted from the input image signal preferably includes a signal for modulating the laser beam emission time together with a signal for modulating the two-dimensional modulation element, as in the first embodiment. By performing laser beam emission time modulation, laser beam output modulation can be performed even at a constant intensity. More preferably, the laser beam emission time is synchronously modulated with each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element. According to such a configuration, it is possible to use each division time for image modulation of the two-dimensional modulation element without waste.

図5は、本実施の形態2に係るレーザ画像形成装置のレーザ出射パターン構成の別の例を示す。
例えば、入力画像信号が暗いシーン場合は、図5(a)のように各色を順次出射すると共に、全色の出力を低くした期間kを設け、また、入力画像信号が明るいシーンの場合は、図5(b)のように複数色(図では4色)が同時に出射し、混色した色のパターンを出射させる期間wを設けるようにする。混色した色であるW(White)のパターンが出射されている期間は、変調素子もWに応じた画像の変調を行う。このとき入力画像信号は、R、G、Y、B、Wの5色対応へと変換して、それぞれの色の画像を形成する。複数色が出射されている期間wの表示パターンは、画素の明るさに対応するように信号を変換する。
FIG. 5 shows another example of the laser emission pattern configuration of the laser image forming apparatus according to the second embodiment.
For example, when the input image signal is a dark scene, each color is sequentially emitted as shown in FIG. 5A and a period k in which the output of all colors is lowered is provided. When the input image signal is a bright scene, As shown in FIG. 5B, a plurality of colors (four colors in the figure) are emitted simultaneously, and a period w for emitting a mixed color pattern is provided. During a period in which a mixed color W (White) pattern is emitted, the modulation element also modulates an image according to W. At this time, the input image signal is converted into five colors corresponding to R, G, Y, B, and W to form an image of each color. The display pattern of the period w in which a plurality of colors are emitted converts the signal so as to correspond to the brightness of the pixel.

本実施の形態2では、実施の形態1と同様、複数色を出射する期間に少なくともGとYの2色を同時に出射させることが好ましい。明るい画像信号が表示される画素に対し、複数色出射期間のGとYの2色の出力を確実に加えることができ、スペックルノイズの顕著な明るい画像信号が表示される画素を効率よくGとYの2色の出力を合わせた表示とし、スペックルノイズを低減させる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, it is preferable to emit at least two colors G and Y at the same time during a period in which a plurality of colors are emitted. Outputs of two colors G and Y in a multi-color emission period can be reliably applied to a pixel displaying a bright image signal, and a pixel displaying a bright image signal with remarkable speckle noise can be efficiently converted to G. And Y and Y output are combined to reduce speckle noise.

また、本実施の形態2では、反対の色相に近い、RとGおよびYとBの組み合わせが続けて出射されることが好ましく、これにより順次出射による色のぶれが緩和される。また図6のように、GとYを続けて出射することは、スペックルノイズの低減効果が得やすくなり、好ましい形態である。具体的には、図5(a)のようにR→G→Y→B→・・・、もしくは、B→Y→G→R→・・・ とすることが好ましい。また、前記出射順の間に複数色出射もしくは出力を落す期間を設けてもよい。   Further, in the second embodiment, it is preferable that the combination of R and G and Y and B that are close to the opposite hue is emitted continuously, and thereby the color blur due to the sequential emission is reduced. Further, as shown in FIG. 6, it is preferable that G and Y are emitted continuously because a reduction effect of speckle noise is easily obtained. Specifically, it is preferable that R → G → Y → B →... Or B → Y → G → R →... As shown in FIG. Moreover, you may provide the period which cuts off multi-color emission or an output between the said emission orders.

また、本実施の形態2において、変調素子及びレーザ光源は、複数色を同時に出射している混合色に対しても、同期をとり変調を行っているため、各レーザ光源において、他のレーザ光源に同時に出射されているときの出射パワー変調を単色出射時の変調と独立に制御することで、単色のパワー変調を行いながら、同時出射している出射パワー比(混合比)を制御することができる。   Further, in the second embodiment, the modulation element and the laser light source perform modulation in synchronization with the mixed color that emits a plurality of colors at the same time. By controlling the output power modulation when the light is emitted simultaneously at the same time, the output power ratio (mixing ratio) simultaneously emitted can be controlled while performing monochromatic power modulation. it can.

図6は、複数色同時出射している時間における出射パワー変調と単色のみを出射している時間における出射パワー変調とを独立に制御した場合のレーザ光出射タイミングを表す図であり、画像の色温度を4色同時出射しているWhiteで調整している例である。   FIG. 6 is a diagram showing the laser beam emission timing in the case where the emission power modulation during the time when a plurality of colors are emitted simultaneously and the emission power modulation when only a single color is emitted are controlled independently. In this example, the temperature is adjusted by White that emits four colors simultaneously.

図6では、Redの割合を落とし、色温度をあげた画像としている。本発明では、複数色を同時に出射しているパワーの混合比を変化させることで、色温度など視聴環境および視聴者の好みによる変化に対応することができる。図6の例では、4色同時に出射する出射パワー比のみを変化させることで、RGYB単色で出射しているときのパワーはもとのまま、色温度を調整することができる。なお、本実施の形態2では、Whiteを表示する場合に出射パワー比を変化させる例について説明したが、White以外の複数色を出射する場合も同様に、視聴環境および視聴者の好みによりパワー混合比を制御することができる。   In FIG. 6, an image in which the ratio of Red is reduced and the color temperature is increased is shown. In the present invention, by changing the mixing ratio of the power for emitting a plurality of colors at the same time, it is possible to cope with changes such as the color temperature depending on the viewing environment and the viewer's preference. In the example of FIG. 6, the color temperature can be adjusted while changing the output power ratio of the four colors at the same time, while maintaining the power when the RGYB single color is emitted. In the second embodiment, the example in which the emission power ratio is changed when displaying White has been described. Similarly, when a plurality of colors other than White are emitted, power mixing is performed depending on the viewing environment and the preference of the viewer. The ratio can be controlled.

以上のような、本発明の実施の形態2に係るレーザ画像形成装置は、それぞれ1つの光インテグレータ及び2次元変調素子を有するレーザ画像形成装置において、2次元変調素子を、その画像変調を時間分割して複数の色のレーザ光源に対し用いるようにし、該時間分割された2次元変調素子の各分割時間を、入力画像信号に応じて変調するようにしたので、1フレーム毎に各色の階調数を変化させることができ、必要な色の階調数のみを広げることができる。   As described above, the laser image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention is a laser image forming apparatus having one optical integrator and a two-dimensional modulation element. Thus, it is used for a laser light source of a plurality of colors, and each division time of the time-division two-dimensional modulation element is modulated in accordance with the input image signal. The number can be changed and only the number of gradations of necessary colors can be expanded.

また、Whiteなどの明るい画像信号が表示される画素に対し、GとYを含む4色のレーザ光源を用いて表示することにより、スペックルノイズの顕著な明るい画像信号が表示される画素を効率よくGとYの2色を合わせた表示とし、スペックルノイズを低減させることができる。   In addition, pixels that display bright image signals such as White are displayed using four-color laser light sources including G and Y, so that pixels that display bright image signals with remarkable speckle noise are efficiently displayed. It is possible to reduce the speckle noise by using a combination of G and Y.

また、複数色同時出射している時間における出射パワー変調と単色のみを出射している時間における出射パワー変調とを独立に制御するようにしたので、単色で出射しているときはもとのまま、色温度を調整することができる。   In addition, since the output power modulation during the time when multiple colors are emitted simultaneously and the output power modulation during the time when only a single color is emitted are controlled independently, it is the same when emitting in a single color. The color temperature can be adjusted.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置は、それぞれ3つの光インテグレータ及び2次元変調素子を用いるレーザ画像形成装置において4色のレーザ光源を用いるものである。
(Embodiment 3)
The laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention uses four color laser light sources in a laser image forming apparatus that uses three optical integrators and two-dimensional modulation elements.

図7は本発明の実施の形態3におけるレーザ画像形成装置200の概略図である。図7において図1と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 7 is a schematic diagram of a laser image forming apparatus 200 according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 7, the same components as those in FIG.

実施の形態3に係るレーザ画像形成装置200は、それぞれ3つの光インテグレータ1041〜1043及び2次元変調素子1071〜1073と、4色のレーザ光源(101R、101G、101Y、101B)を有する。実施の形態3では、緑色レーザ光源101Gと黄緑色レーザ光源101Yが組となり、1組の光インテグレータ1042及び2次元変調素子1072を共有している。2次元画像変調素子1071〜1073は、透過型2次元変調素子であり、具体的には液晶素子アレイと偏光子が組み合わされた構成からなる。青色(B)と赤色(R)は、それぞれ1組の光インテグレータ1041、1043及び2次元変調素子1071、1073を有し、4色のレーザ光はスクリーン上に積分的加法混色され、視聴者は鮮やかな画像をみることができる。   The laser image forming apparatus 200 according to Embodiment 3 includes three optical integrators 1041 to 1043, two-dimensional modulation elements 1071 to 1073, and four color laser light sources (101R, 101G, 101Y, and 101B). In the third embodiment, the green laser light source 101G and the yellow-green laser light source 101Y form a set and share one set of the optical integrator 1042 and the two-dimensional modulation element 1072. The two-dimensional image modulation elements 1071 to 1073 are transmissive two-dimensional modulation elements, and specifically have a configuration in which a liquid crystal element array and a polarizer are combined. Blue (B) and red (R) each have a pair of light integrators 1041 and 1043 and two-dimensional modulation elements 1071 and 1073, and the four colors of laser light are integrated and additively mixed on the screen, Vivid images can be seen.

照明光学系102は、スペックル除去手段1031〜1033、光インテグレータ1041〜1043、投影光学系1061〜1063を含み、レーザ光源の光を整形・均一化し、2次元変調素子1071〜1073を照明する。実施の形態3では、3つの2次元変調素子1071〜1073からの光をダイクロイックプリズム109により合波し、合波した光は投射光学系108により、スクリーン10にカラー画像が拡大投射される。   The illumination optical system 102 includes speckle removing means 1031 to 1033, optical integrators 1041 to 1043, and projection optical systems 1061 to 1063, and shapes and uniforms the light of the laser light source to illuminate the two-dimensional modulation elements 1071 to 1073. In the third embodiment, the light from the three two-dimensional modulation elements 1071 to 1073 is combined by the dichroic prism 109, and the combined light causes the projection optical system 108 to enlarge and project a color image on the screen 10.

実施の形態3では、101Bに中心波長455nmの半導体レーザ、101Gに中心波長515nmの波長変換レーザ、101Yに532nmの波長変換レーザ、101Rに中心波長635nmの半導体レーザを用いている。実施の形態3の色表示範囲を図2(a)に示す。本実施の形態3においては、実施の形態1の色表示範囲(図2(a)に示す太い実線)と同様に、sRGB規格範囲(細い実線)よりも非常に広い範囲(二点鎖線)の色表示ができる。また、実施の形態1と同様、GとYのレーザ光原色を重ねることにより、スペックルノイズの低減ができる。   In the third embodiment, a semiconductor laser with a central wavelength of 455 nm is used as 101B, a wavelength conversion laser with a central wavelength of 515 nm is used as 101G, a wavelength conversion laser with 532 nm is used as 101Y, and a semiconductor laser with a central wavelength of 635 nm is used as 101R. The color display range of the third embodiment is shown in FIG. In the third embodiment, like the color display range of the first embodiment (thick solid line shown in FIG. 2 (a)), a range (two-dot chain line) that is much wider than the sRGB standard range (thin solid line). Color display is possible. Similarly to the first embodiment, speckle noise can be reduced by superimposing the G and Y laser light primaries.

また、本実施の形態3において、緑色(G)と黄緑色(Y)の画像変調は、2次元変調素子1072を共有し、例えば、以下のa)、b)の第1、第2の変調方法を用いる。なお、レーザ画像形成装置に入力される入力画像信号は、実施の形態1と同様、4色の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号に変換されている。   In the third embodiment, the green (G) and yellow-green (Y) image modulations share the two-dimensional modulation element 1072, for example, the following first and second modulations a) and b). Use the method. The input image signal input to the laser image forming apparatus is converted into an output image control signal for controlling the output of each of the four color signals, as in the first embodiment.

a)第1の変調方法   a) First modulation method

2次元変調素子の画像変調パターンが、GとYに対し同じパターンとなっており、GとYの合計のレーザ光出力に対し、一つの画像変調パターンを与える。   The image modulation pattern of the two-dimensional modulation element is the same pattern for G and Y, and one image modulation pattern is given to the total laser light output of G and Y.

図8にGとYのレーザ光出力の例を示す。図8では、一つの画像変調パターンの期間中に、GとYの合計光が変調素子を照明している。   FIG. 8 shows an example of G and Y laser beam outputs. In FIG. 8, during the period of one image modulation pattern, the total light of G and Y illuminates the modulation element.

まず、図8(a)は、1つの画像変調パターンを照明するGとYの出力及び比率の制御をレーザ出射パワーの比率で制御した例を示す図である。図8(a)の例は、GとYのレーザ出射パワー比率および出力が画像変調パターン毎に変化しており、画像信号や表示モードなどにあわせて、変調素子を照明する出力と色を変化させることで、広範囲の色表示と高コントラスト・多階調を可能とする好ましい変調方法である。明るい画像信号に対しては、GとYの出力が高く与えられるとともに、GとYの輝度がほぼ同じくなるように変調素子を照明する。このような変調方法を用いることにより、表示される明るい画素に対して、表示されるGとYの輝度比をほぼ同じくすることができ、スペックルノイズを低減できる。   First, FIG. 8A is a diagram showing an example of controlling the output and ratio of G and Y that illuminate one image modulation pattern by the ratio of the laser emission power. In the example of FIG. 8 (a), the G and Y laser emission power ratio and output change for each image modulation pattern, and the output and color for illuminating the modulation element change according to the image signal, display mode, etc. This is a preferable modulation method that enables a wide range of color display, high contrast, and multiple gradations. For bright image signals, the outputs of G and Y are given high, and the modulation element is illuminated so that the luminances of G and Y are substantially the same. By using such a modulation method, the luminance ratio of G and Y to be displayed can be made substantially the same for bright pixels to be displayed, and speckle noise can be reduced.

図8(b)は、1つの画像変調パターンを照明するGとYの出力および比率の制御を、レーザ光出射のパルス時間幅で制御した例を示す図である。図8(b)の例は、明るい画像信号では、1画像変調パターン内の平均出力を高めるため、1画像変調パターン内のGとYの出射時間割合を大きくするとともに、GとYの1画像変調パターン内の輝度がほぼ同じくなるように、レーザ光出射パワーを制御する。   FIG. 8B is a diagram showing an example in which the output and ratio of G and Y that illuminate one image modulation pattern are controlled by the pulse time width of laser light emission. In the example of FIG. 8B, in the case of a bright image signal, in order to increase the average output in one image modulation pattern, the emission time ratio of G and Y in one image modulation pattern is increased, and one image of G and Y is increased. The laser beam emission power is controlled so that the luminance in the modulation pattern is substantially the same.

このように、図8(a)、(b)に示す第1の変調方法は、画像変調素子の1つの画像変調パターンをGとYの合計出力光で照明することで、明るい画素に対し、好ましいGとYの輝度比率で表示させることができる好ましい変調方法である。   As described above, the first modulation method shown in FIGS. 8A and 8B illuminates one image modulation pattern of the image modulation element with the total output light of G and Y. This is a preferable modulation method capable of displaying with a preferable luminance ratio of G and Y.

GとYの出力画像制御信号は、同じ2次元変調素子の変調信号と、各々のレーザ光出力信号とを含む。   The output image control signals for G and Y include the modulation signal of the same two-dimensional modulation element and the respective laser beam output signals.

なお、図8(a)、(b)では、入力画像信号などによって、GとYの出力および比率を変調素子の1パターン毎に変化させる例を示したが、表示モードの切り換え時などにGとYの出力や比率を変化させてもよいし、常にGとYの出力や比率を一定とさせてもよい。GとYの出力や比率を一定とさせる場合は、GとYのレーザ光出力信号は、同一としてもよい。   8A and 8B show an example in which the output and ratio of G and Y are changed for each pattern of the modulation element by an input image signal or the like. The output and ratio of Y and Y may be changed, or the output and ratio of G and Y may always be constant. When the output and ratio of G and Y are constant, the G and Y laser light output signals may be the same.

b)第2の変調方法   b) Second modulation method

2次元変調素子の画像変調を、実施の形態1、2と同様にGとYで時間分割して用い、2色を変調する。GとYの出力画像制御信号は、それぞれの2次元変調素子の変調信号とレーザ光出力変調信号とを含み、2次元変調素子において時間分割された画像変調のタイミングと同期して、GとYのレーザ光が出射される。レーザ光出力変調は、レーザ光強度と出射時間のどちらかを変調しても良いし、両方を変調してもよい。レーザ出射時間を変調するとき、2次元変調素子の画像変調の各分割時間を同期させて変調させてもよい。これにより、フレーム内でも広範囲の色表示が可能となり、より好ましい変調方法とすることができる。   The image modulation of the two-dimensional modulation element is time-divided by G and Y as in the first and second embodiments, and two colors are modulated. The G and Y output image control signals include the modulation signals of the respective two-dimensional modulation elements and the laser light output modulation signals, and are synchronized with the timing of image modulation time-divided in the two-dimensional modulation elements. Laser beam is emitted. Laser light output modulation may modulate either the laser light intensity or the emission time, or both. When modulating the laser emission time, each division time of image modulation of the two-dimensional modulation element may be synchronized and modulated. Thereby, a wide range of color display is possible even within a frame, and a more preferable modulation method can be obtained.

図9は、2次元変調素子の分割タイミングを同じとしたまま、レーザ光の出射時間を変調させるようにしたときの例を示す図である。2次元画像変調素子の画像変調パターンがG対応のパターンのとき、Yのレーザ光を出射して、2次元変調素子を照明する。同様に、画像変調パターンがY対応のパターンであるときにGのレーザ光を出射して、2次元変調素子を照明する。図9の例は、GとYのいずれかの変調パターンの時に、YとGの出力が加えられることにより、表示する画素にGとYのレーザ光を同時に出力できる好ましい変調方法である。また、第2の変調方法では、入力画像信号により、GとYのいずれかの変調パターン時に加えるレーザ光の出射時間を変化させて、レーザ光出力を制御する。このとき、明るいシーンでは、加えるレーザ光出力を多くすることで、画面で表示させる輝度が最大輝度となるよう補償するとともに、明るい画素では常にG+Yのレーザ光の出力が加わるようにでき、スペックルノイズの低減ができる。   FIG. 9 is a diagram showing an example when the laser beam emission time is modulated while the division timing of the two-dimensional modulation element is kept the same. When the image modulation pattern of the two-dimensional image modulation element is a G-compatible pattern, Y laser light is emitted to illuminate the two-dimensional modulation element. Similarly, when the image modulation pattern is a Y-corresponding pattern, G laser light is emitted to illuminate the two-dimensional modulation element. The example of FIG. 9 is a preferable modulation method that can output G and Y laser beams simultaneously to pixels to be displayed by adding Y and G outputs in the case of either G or Y modulation patterns. Further, in the second modulation method, the laser light output is controlled by changing the emission time of the laser light applied in the modulation pattern of either G or Y according to the input image signal. At this time, in a bright scene, by adding more laser light output, it is possible to compensate for the brightness displayed on the screen to be the maximum brightness, and it is possible to always add G + Y laser light output to bright pixels. Noise can be reduced.

なお、第2の変調方法では、入力画像信号および表示させるモードによって、GとYのいずれかのパターンに加えるレーザ光出力を変化させているが、このそれぞれのパターンに加えるレーザ光出力を一定としてもよい。   In the second modulation method, the laser light output applied to any one of the G and Y patterns is changed depending on the input image signal and the display mode, but the laser light output applied to each of these patterns is constant. Also good.

なお、本実施の形態3に係るレーザ画像形成装置では、緑色(G)と黄緑色(Y)については、2次元変調素子1072を共有しているが、赤色(R)と青色(B)については、各色独立に2次元変調素子の変調とレーザ光出力変調を制御する。   In the laser image forming apparatus according to the third embodiment, green (G) and yellow green (Y) share the two-dimensional modulation element 1072, but red (R) and blue (B). Controls the modulation of the two-dimensional modulation element and the laser light output modulation independently for each color.

また、実施の形態1のカラー画像形成方法と同様に、入力画像信号に応じて、3つの2次元変調素子による画像変調と4色のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行ってもよい。かかる方法とすることで、実施の形態1と同様、色表示範囲が広く、鮮やかでかつ大きなコントラストのカラー画像を得ることができる。   Similarly to the color image forming method of the first embodiment, the image modulation by the three two-dimensional modulation elements and the four-color laser light output modulation may be synchronized in accordance with the input image signal to perform image formation. Good. By adopting such a method, a color image having a wide color display range, a vivid color and a large contrast can be obtained as in the first embodiment.

以上のように、本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置では、GとYのレーザ光源を、それぞれ1つの光インテグレータ1042及び2次元変調素子1072を共有して用いることにより、それぞれ3つの変調素子1071〜1073、及び光インテグレータ1041〜1043を有する構成においても、4色のレーザ光を使用することが可能となり、視感度の高いスペックルノイズを低減することができ、色表示範囲が大きく、奥深い映像表現ができる。   As described above, in the laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, each of the G and Y laser light sources is shared by using one optical integrator 1042 and two-dimensional modulation element 1072, respectively. Even in a configuration having two modulation elements 1071 to 1073 and optical integrators 1041 to 1043, it becomes possible to use four colors of laser light, and speckle noise with high visibility can be reduced, and the color display range can be reduced. Large and profound visual expression.

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4に係るレーザ画像形成装置は、実施の形態2のレーザ画像形成装置において、画像の明るさや色の変化を補償するために、レーザ光源モニタの出力及び/または表示モードに応じて、レーザ光の出射時間、及び2次元変調素子の画像変調の各分割時間を制御するものである。
(Embodiment 4)
In the laser image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, in the laser image forming apparatus according to the second embodiment, the output of the laser light source monitor and / or the display mode is used in order to compensate for changes in image brightness and color. Accordingly, the laser beam emission time and the image modulation division time of the two-dimensional modulation element are controlled.

図10(a)は、Redレーザ光源101Rの光源モニタからの信号に応じて出射時間を制御した例を示す。レーザ光源モニタは、レーザ光出力と出射波長などをモニタしている。レーザ画像形成装置のRedレーザ光源101Rには、回折格子と2分割フォトディテクタを用いたパワーと波長のモニタ(図示せず)が設置されている。図10(a)では、温度変化によりRedレーザ光源101Rの波長が長波長側にシフトしたことがレーザ光源モニタによりモニタされ、これに応じて初期設定に対し出射時間の制御を行い、画像の色と明るさの変化を補償している。Redレーザ光源101Rの出射波長が長波長にシフトすることによる視感度と色度座標の変化をR単色の出射時間と複数色の同時出射時間を制御することにより補償している。なお、2次元変調素子の画像変調の各分割時間は、レーザ光源モニタに応じて出射時間制御後のレーザ光出力と同期させるように変調させるとよい。   FIG. 10A shows an example in which the emission time is controlled in accordance with a signal from the light source monitor of the Red laser light source 101R. The laser light source monitor monitors the laser light output and the emission wavelength. The Red laser light source 101R of the laser image forming apparatus is provided with a power and wavelength monitor (not shown) using a diffraction grating and a two-divided photodetector. In FIG. 10A, it is monitored by the laser light source monitor that the wavelength of the Red laser light source 101R has shifted to the long wavelength side due to a temperature change, and in accordance with this, the emission time is controlled for the initial setting, and the color of the image Compensates for changes in brightness. The change in the visibility and chromaticity coordinates due to the shift of the emission wavelength of the Red laser light source 101R to a long wavelength is compensated by controlling the emission time of R single color and the simultaneous emission time of plural colors. Note that each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element may be modulated so as to be synchronized with the laser light output after the emission time control according to the laser light source monitor.

図10(b)は、白色輝度を優先して表示するモードに設定した場合の出射時間制御の例である。設定された表示モードに応じて、複数色を同時出射する時間を増やし、同じレーザ光源のピークパワーを用いても、白色輝度を明るく表示することができる。図10(b)の例では、白色輝度を初期に比べ10%明るく表示することができる。また図10(b)の制御と同様に、複数色の同時出射時間を増やすことにより、同じ白色輝度であっても、レーザ光源のピークパワーを抑え、レーザ光源の寿命信頼性を優先させるモードなどを選択することもできる。なお、2次元変調素子の画像変調の各分割時間は、設定する表示モードに応じて出射時間制御後のレーザ光出力と同期させるように変調させるとよい。   FIG. 10B shows an example of the emission time control when the display mode is set so that white luminance is given priority. Depending on the set display mode, it is possible to display white brightness brightly even if the time for simultaneously emitting a plurality of colors is increased and the peak power of the same laser light source is used. In the example of FIG. 10B, the white luminance can be displayed 10% brighter than the initial brightness. Similarly to the control of FIG. 10B, by increasing the simultaneous emission time of a plurality of colors, even with the same white luminance, the peak power of the laser light source is suppressed, and the lifetime reliability of the laser light source is prioritized. Can also be selected. Each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element may be modulated so as to be synchronized with the laser light output after the emission time control according to the display mode to be set.

また、レーザ光源モニタにより、各色レーザ光源のいずれかの光源のパワーが劣化していることが検出された場合、前記と同様に出射時間を制御することにより明るさと色を補償することができる。また、全色のレーザ光源のパワー劣化がレーザ光源モニタにより検出された場合も同じく、同時出射する時間幅を増やすことにより明るさを補償することができる。   Further, when the laser light source monitor detects that the power of any one of the laser light sources of each color is deteriorated, the brightness and color can be compensated by controlling the emission time in the same manner as described above. Similarly, when the power deterioration of the laser light sources of all colors is detected by the laser light source monitor, the brightness can be compensated by increasing the time width for simultaneous emission.

以上のように、本発明の実施の形態4に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源モニタ及び/または表示モードに応じて、レーザ光源が単色および複数色で順次出射する出射時間、及び2次元変調素子の画像変調の各分割時間を制御することにより、画像の明るさや色の調整を行なうことができ、画像の明るさや色が変化した場合の補償をすることができる。   As described above, in the laser image forming apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, the laser light source sequentially emits monochromatic and plural colors according to the laser light source monitor and / or display mode, and two-dimensional modulation. By controlling each division time of the image modulation of the element, it is possible to adjust the brightness and color of the image, and to compensate when the brightness and color of the image change.

また、本発明では、RGYB単色のみならず、複数色が同時に出射される混合色についても調整することにより、より細かく調整することができる。   In the present invention, not only a single RGYB color but also a mixed color in which a plurality of colors are emitted simultaneously can be adjusted to make finer adjustments.

また本実施の形態4では、レーザ光源モニタによりパワーや波長を検出し、波長が変化した場合の補償を無理なレーザ出力アップなどを伴わずに調整することができる。   In the fourth embodiment, power and wavelength are detected by a laser light source monitor, and compensation when the wavelength is changed can be adjusted without forcibly increasing the laser output.

また順次出射する出射時間を制御することにより、視聴者が好ましい画質の画像を提供することができる。   In addition, by controlling the emission time of sequential emission, a viewer can provide an image with favorable image quality.

(実施の形態5)
本発明の実施の形態5に係るレーザ画像形成装置は、実施の形態1ないし4のレーザ画像形成装置において、視聴環境の変化による色の彩度の低下を防ぐために、視聴環境に応じて、色表示範囲を制御するものである。
(Embodiment 5)
In the laser image forming apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, in the laser image forming apparatuses of Embodiments 1 to 4, in order to prevent a decrease in color saturation due to a change in viewing environment, a color is changed according to the viewing environment. The display range is controlled.

RGYB4色のレーザ光源と変調素子を有するレーザ画像形成装置の視聴環境に応じた色調整方法を、実施の形態1のレーザ画像形成装置100を用いて説明する。レーザ画像形成装置100は、図2のCIExy色度図の色表示可能範囲に示すように、RGYBの四角形(太い実線)の内側の色を表示することができる。   A color adjustment method according to the viewing environment of a laser image forming apparatus having RGYB four-color laser light sources and modulation elements will be described using the laser image forming apparatus 100 of the first embodiment. The laser image forming apparatus 100 can display the color inside the RGYB square (thick solid line) as shown in the color displayable range of the CIExy chromaticity diagram of FIG.

sRGB規格の入力画像信号を通常表示する場合は、sRGBの基準色度に準じて色表示を行う。図11にこのときの色表示例を示す。   When the sRGB standard input image signal is normally displayed, color display is performed according to the sRGB standard chromaticity. FIG. 11 shows an example of color display at this time.

図11において、sRGB準拠表示(細い実線)のとき、sRGBの基準色度に準じ、sRGBの色再現範囲(細い破線)を包括する範囲で、色相などが入力信号とずれない範囲で表示を行う。sRGB準拠表示の場合、レーザの色表示可能範囲を生かすように、色相がずれない範囲で色の彩度を従来のディスプレイよりも高く表示するようにしても構わない。   In FIG. 11, in the case of sRGB compliant display (thin solid line), display is performed in a range that includes the sRGB color reproduction range (thin broken line) in accordance with the sRGB reference chromaticity and in which the hue and the like do not deviate from the input signal. . In the case of sRGB compliant display, the color saturation may be displayed higher than that of the conventional display within a range in which the hue does not deviate so as to make use of the laser color display possible range.

本実施の形態5のレーザ画像形成装置は、視聴環境により色度座標における色表示範囲を制御することを特徴としている。すなわち、前記通常表示に対して視聴環境が変化し明るくなった場合、視聴者には照明光が目に入るため、従来と同じ画像の表示を行うと、色の彩度が低下して見える。本実施の形態5では、視聴環境が明るくなった場合、色表示範囲を制御し、通常よりも大きくする。つまり、照明光などにより色の彩度が低下して見える場合、図11に示すように、色表示範囲を、表示可能範囲(太い破線)に準じる範囲とする。例えば、sRGB規格の入力画像信号を表示するとき、視聴環境に応じて、sRGB準拠表示から視聴環境対応表示へと制御することができる。この制御により、たとえ視聴環境が変化し、明るい照明光が視聴者の目にはいるような場合でも、彩度の高い色を表示することができる。本発明のレーザ画像形成装置は、レーザ光源の単色性を有するため、極めて彩度の高い色の表示ができる。同じ入力画像信号であっても、単色性を利用した彩度の高い色の表示とすることにより、色コントラストの低下を補償することができる。   The laser image forming apparatus according to the fifth embodiment is characterized in that the color display range in the chromaticity coordinates is controlled according to the viewing environment. That is, when the viewing environment changes and becomes brighter than the normal display, the viewer sees the illumination light. Therefore, when the same image is displayed as before, the color saturation appears to be lowered. In the fifth embodiment, when the viewing environment becomes bright, the color display range is controlled to be larger than normal. That is, when the color saturation appears to be lowered due to illumination light or the like, as shown in FIG. 11, the color display range is set to a range according to the displayable range (thick broken line). For example, when displaying an input image signal of the sRGB standard, the display can be controlled from the sRGB compliant display to the viewing environment compatible display according to the viewing environment. With this control, even when the viewing environment changes and bright illumination light is in the viewer's eyes, a highly saturated color can be displayed. Since the laser image forming apparatus of the present invention has the monochromaticity of the laser light source, it can display a highly saturated color. Even for the same input image signal, a reduction in color contrast can be compensated by displaying a highly saturated color utilizing monochromaticity.

なお、表示する画像の色度の変更は、入力画像信号を変調素子とレーザ光源パワーとを制御する出力画像制御信号に変換するときに処理することができる。視聴環境の変化は、レーザ画像形成装置の表示面などに視聴環境モニタ(図示せず)を設け、検出信号により制御してもよいし、視聴者が随時設定を行ってもよい。   Note that the change in chromaticity of an image to be displayed can be processed when the input image signal is converted into an output image control signal for controlling the modulation element and the laser light source power. Changes in the viewing environment may be controlled by a viewing environment monitor (not shown) provided on the display surface of the laser image forming apparatus and the like, or may be set by the viewer as needed.

また、本発明のレーザ画像形成装置は、視聴環境による色表示範囲の変化に対し、レーザ光源のパワー制御を伴うことが好ましい。例えば、照明光が非常に明るい状況の場合、レーザ光源のパワーを通常よりも上昇させることにより、色コントラストの低下を更に抑えることができる。また照明光が白色光でなく、色がついた照明であっても、本発明のレーザ画像形成装置はRGYBの独立なレーザ光源を有するため、特定色のみのレーザ光源を制御し、あらゆる色の色コントラストの低下を抑えることができる。なお視聴環境が暗くなった場合、レーザ光源のパワーを抑え、視聴者が感じる色を一定としながら、省電力を可能とすることもできる。   Further, the laser image forming apparatus of the present invention is preferably accompanied by power control of the laser light source with respect to a change in the color display range depending on the viewing environment. For example, when the illumination light is very bright, it is possible to further suppress a decrease in color contrast by increasing the power of the laser light source more than usual. Even if the illumination light is not white light but colored illumination, the laser image forming apparatus of the present invention has an independent laser light source of RGYB. A decrease in color contrast can be suppressed. When the viewing environment becomes dark, the power of the laser light source can be suppressed, and the power can be saved while keeping the color perceived by the viewer constant.

以上のような、本発明の実施の形態5に係るレーザ画像形成装置は、視聴環境が変化し明るくなることにより、色の彩度が低下して見える場合、色表示範囲を通常表示のsRGB準拠表示から視聴環境対応表示に制御することにより、視聴環境の変化による色の彩度の低下を防ぐことができる。   As described above, the laser image forming apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is sRGB compliant with the normal display in the color display range when the viewing environment changes and becomes brighter and the color saturation appears to decrease. By controlling the display to display corresponding to the viewing environment, it is possible to prevent a decrease in color saturation due to a change in the viewing environment.

なお、本実施の形態5では、実施の形態1のレーザ画像形成装置100を例に説明したが、実施の形態3のレーザ画像形成装置200においても同様に視聴環境に応じて色表示範囲を制御することができるのはいうまでもない。   Although the laser image forming apparatus 100 according to the first embodiment has been described as an example in the fifth embodiment, the color display range is similarly controlled in the laser image forming apparatus 200 according to the third embodiment according to the viewing environment. Needless to say, you can.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置において、入力画像信号や視聴環境によりレーザ光源の出射パワーを変調するとき、レーザ冷却温度も同時に制御することが好ましい。特にレーザ光源パワーを連続して高パワーで出射する場合、冷却温度を下げるように制御する。レーザ光源の出射パワー変調制御にあわせて、冷却温度を制御することにより、レーザ光源の高信頼性を確保することができ、また高効率にレーザ光を出力することができる。また、レーザ光源出力を抑えた画像表示の場合、冷却温度を通常よりも上げることにより、冷却電力を抑え、更なる省電力化を行うこともできる。   In the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention, it is preferable to simultaneously control the laser cooling temperature when the emission power of the laser light source is modulated by the input image signal or the viewing environment. In particular, when the laser light source power is continuously emitted at a high power, the cooling temperature is controlled to be lowered. By controlling the cooling temperature in accordance with the emission power modulation control of the laser light source, high reliability of the laser light source can be ensured and laser light can be output with high efficiency. Further, in the case of image display in which the laser light source output is suppressed, the cooling power can be suppressed by further increasing the cooling temperature than usual, and further power saving can be performed.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置におけるレーザ光源には、半導体レーザ、波長変換レーザ、固体レーザ、気体レーザなどのレーザ発振する光源を用いることができる。また1色のレーザ光源を複数のレーザから構成してもよい。   Further, as the laser light source in the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention, a laser light source such as a semiconductor laser, a wavelength conversion laser, a solid laser, or a gas laser can be used. Moreover, you may comprise the laser light source of 1 color from several lasers.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源の単色性を利用しているため、例えば1色のレーザ光源を同色の複数のレーザから構成した場合も含め、単色性を有することが好ましい。同色のレーザ光源が複数のレーザから構成された場合を含め、RGYB4色のレーザ光源の各色のスペクトル半値全幅が10nm未満であることが好ましい。半値全幅を10nm未満とすることで、従来の光源に対して単色性(スペクトル幅が狭い)利点を十分に生かし、本発明のレーザ画像形成装置に用いることができる。より好ましくは、RGYB4色のレーザ光源のスペクトル半値全幅が5nm未満であることが好ましい。5nm未満であれば、各色の色度管理をより容易に行うことができる。   In addition, since the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention utilize the monochromaticity of the laser light source, for example, including a case where a single color laser light source is composed of a plurality of lasers of the same color, It is preferable to have monochromaticity. Including the case where the laser light source of the same color is composed of a plurality of lasers, the full width at half maximum of each color of the RGYB four-color laser light source is preferably less than 10 nm. By setting the full width at half maximum to less than 10 nm, the advantage of monochromaticity (narrow spectrum width) can be fully utilized with respect to a conventional light source, and it can be used in the laser image forming apparatus of the present invention. More preferably, the full width at half maximum of the spectrum of the RGYB four-color laser light source is less than 5 nm. If it is less than 5 nm, chromaticity management of each color can be performed more easily.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置における変調素子の像を投射する投射光学系およびスクリーンは、特に実施の形態に限定されず、変調素子像を視聴者が観察できれば良い。スクリーンを反射型としてフロントプロジェクションタイプとしても良いし、透過型としてリアプロジェクションタイプとしてもよい。また投射光学系がなく変調素子が表示面となる液晶ディスプレイの形態とすることもできる。   In addition, the projection optical system and the screen for projecting the image of the modulation element in the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention are not particularly limited to the embodiment, so long as the viewer can observe the modulation element image. good. The screen may be a reflection type, a front projection type, or a transmission type, a rear projection type. Further, it may be in the form of a liquid crystal display without a projection optical system and having a modulation element as a display surface.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置では、中心波長の異なる4色のレーザ光源を用いていたが、本発明は特にこれに限定されず5色以上用いることができる。   In the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention, four color laser light sources having different center wavelengths are used. However, the present invention is not particularly limited to this, and five or more colors can be used. .

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置では、中心波長の異なる4色のレーザ光源を用いていたが、実施の形態1及び2における2次元空間変調素子及び/または各レーザ光源の変調制御、及び実施の形態4,5については、3色のレーザ光源を用いたレーザ画像形成装置においても応用可能である。   Further, in the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention, the four-color laser light sources having different center wavelengths are used, but the two-dimensional spatial modulation elements and / or the respective elements in Embodiments 1 and 2 are used. The modulation control of the laser light source and the fourth and fifth embodiments can be applied to a laser image forming apparatus using three color laser light sources.

本発明のレーザ画像形成装置およびカラー画像形成方法は、動画や静止画など画像形成装置および方法として使用することができる。   The laser image forming apparatus and the color image forming method of the present invention can be used as an image forming apparatus and method for moving images and still images.

【0002】
のF(エフナンバー)とレーザ光源の波長で決まる大きさの粒がランダムに配置されるノイズとなり、観察者がスクリーンの画像を捉えるのを妨害し、深刻な画像劣化を引き起こす。特に人の視感度が高い緑および黄緑の波長のレーザによるスペックルノイズは、画像劣化に対し最も影響が大きい。
[0006]
これまで、スペックルノイズの低減については、例えば、偏向器によって空間変調器におけるフレーム周波数よりも高い周波数で光を偏向して空間変調器に照射することによりスペックルノイズを低減する等の提案がなされていた(例えば特許文献1)。
[0007]
また、RGBの発光素子を用いたレーザ画像形成装置において、RGBの発光素子アレイを用い単一変調素子を時分割して用いる提案がある(例えば、特許文献2)。
特許文献1:特開平10−293268号公報
特許文献2:特開平2001−249400号公報
発明の開示
発明が解決しようとする課題
[0008]
これまでレーザディスプレイにおいて、スペックルノイズを低減する手法の提案はあるが、特に視聴者に最も影響を与える、視感度の高い波長域のスペックルノイズの低減に関する提案はほとんどない。
[0009]
本発明は、レーザ光源を用いたレーザ画像形成装置において、視感度が高い波長域のスペックルノイズを低減するとともに、従来のディスプレイで表現できなかった鮮やかな画像を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0010]
前記課題を解決するために、本発明の請求項1に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子とを有するレーザ画像形成装置において、中心波長が、430〜475nmであるB、480〜560nmであるGとY、及び610〜680nmであるR、の4色BGYRのレーザ光源を有し、前記GとYのレーザ光源の少なくとも一方は、波長変換レーザであり、前記GとYのレーザ光源の中心波長の差が、2nm以上、60nm以下であることを特徴とするものである。
[0011]
[0012]
[0002]
Particles of a size determined by the F (F number) and the wavelength of the laser light source are randomly arranged noise, which obstructs the viewer from capturing the screen image and causes serious image degradation. In particular, speckle noise due to green and yellow-green lasers with high human visibility has the greatest effect on image degradation.
[0006]
Up to now, with regard to the reduction of speckle noise, for example, there has been a proposal to reduce speckle noise by deflecting light with a deflector at a frequency higher than the frame frequency in the spatial modulator and irradiating the spatial modulator. (For example, Patent Document 1).
[0007]
In addition, in a laser image forming apparatus using RGB light emitting elements, there is a proposal to use a single modulation element in a time-division manner using an RGB light emitting element array (for example, Patent Document 2).
Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 10-293268 Patent Document 2: Japanese Patent Laid-Open No. 2001-249400 Disclosure of the Invention [0008]
To date, there have been proposals for reducing speckle noise in laser displays, but there are few proposals for reducing speckle noise in the wavelength range with high visibility, which has the greatest effect on the viewer.
[0009]
An object of the present invention is to reduce speckle noise in a wavelength range with high visibility in a laser image forming apparatus using a laser light source, and to provide a vivid image that cannot be expressed by a conventional display.
Means for Solving the Problems [0010]
In order to solve the above problems, a laser image forming apparatus according to claim 1 of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element for performing image modulation, wherein the center wavelength is 430 to 475 nm. B, G and Y of 480 to 560 nm, and R of 610 to 680 nm, a four-color BGYR laser light source, and at least one of the G and Y laser light sources is a wavelength conversion laser, The difference between the center wavelengths of the G and Y laser light sources is 2 nm or more and 60 nm or less.
[0011]
[0012]

【0003】
[0013]
[0014]
また、本発明の請求項5に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、前記4色BGYRのレーザ光源のうち、前記GとYの中心波長が、G:480〜520nm Y:520〜560nmであることを特徴とするものである。
[0015]
また、本発明の請求項6に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子とを有するレーザ画像形成装置において、中心波長が、430〜475nmであるB、480〜560nmであるGとY、及び610〜680nmであるR、の4色BGYRのレーザ光源を有し、前記G及びYの両方を用いて表示可能な色再現域の画素を表示するとき、前記G及びYの両方のレーザ光源からの出力を表示することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項22に係るレーザ画像形成装置は、請求項6記載のレーザ画像形成装置において、前記GとYの両方を用いて表示可能な色再現域の画素を表示するとき、画素においてGとYの表示される輝度が、一方に対して、2/3ないし3/2の輝度値であることを特徴とするものである。
[0016]
また、本発明の請求項7に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、該画像形成装置に入力される入力画像信号を、4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号に変換することを特徴とするものである。
[0017]
また、本発明の請求項8に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、前記4色以上のレーザ光源から出力されるレーザ光の変調を、各色独立に制御することを特徴とするものである。
[0018]
また、本発明の請求項9に係るレーザ画像形成装置は、請求項8記載のレーザ画像形成装置において、該画像形成装置に入力される入力画像信号、及び/または視聴環境に応じて、各色のレーザ光源の出射パワー変調を独立に制御することを特徴とするものである。
[0019]
また、本発明の請求項10に係るレーザ画像形成装置は、請求項1または8記載のレーザ画像形成装置において、該レーザ画像形成装置は、前記2次元変調素子を1つとし、該1つの2次元変調素子を、前記4色以上の各レーザ光源よりのレーザ光に対し前記2次元変調素子の画像変調を時間分割して用いることを特徴とするものである。
[0020]
また、本発明の請求項11に係るレーザ画像形成装置は、請求項10記載のレーザ
[0003]
[0013]
[0014]
Further, in the laser image forming apparatus according to claim 5 of the present invention, in the laser image forming apparatus according to claim 1, among the four-color BGYR laser light sources, the center wavelengths of G and Y are G: 480 to 520 nm Y: 520 to 560 nm.
[0015]
A laser image forming apparatus according to claim 6 of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element that performs image modulation. B, 480 to 480 having a center wavelength of 430 to 475 nm. When a pixel having a color gamut that can be displayed by using both G and Y is displayed, a G and Y laser beam source of G and Y of 560 nm and R of 610 to 680 nm is displayed. And Y output from the laser light sources.
A laser image forming apparatus according to a twenty-second aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the sixth aspect, wherein when displaying pixels of a color gamut that can be displayed using both G and Y, the pixels In this case, the luminance displayed for G and Y is a luminance value of 2/3 to 3/2 with respect to one.
[0016]
A laser image forming apparatus according to claim 7 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 1, wherein the input image signal input to the image forming apparatus is controlled to output four or more color signals. The output image control signal is converted into an output image control signal.
[0017]
A laser image forming apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the first aspect, wherein the modulation of the laser light output from the laser light sources of four or more colors is controlled independently for each color. It is characterized by.
[0018]
A laser image forming apparatus according to claim 9 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 8, wherein each color is selected according to an input image signal input to the image forming apparatus and / or a viewing environment. The output power modulation of the laser light source is controlled independently.
[0019]
A laser image forming apparatus according to claim 10 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 1 or 8, wherein the laser image forming apparatus has one two-dimensional modulation element, and the two The two-dimensional modulation element is time-divided and used for the laser light from each of the four or more color laser light sources.
[0020]
A laser image forming apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the laser according to the tenth aspect.

【0004】
画像形成装置において、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、入力画像信号に応じて変調することを特徴とするものである。
[0021]
また、本発明の請求項12に係るレーザ画像形成装置は、請求項10記載のレーザ画像形成装置において、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、レーザ光源から出射されたレーザ光をモニタするレーザ光源モニタの出力及び/または設定する表示モードに応じて変調することを特徴とするものである。
[0022]
また、本発明の請求項13に係るレーザ画像形成装置は、請求項8または10記載のレーザ画像形成装置において、入力画像信号から変換された4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号は、少なくとも2次元変調素子の変調信号と、レーザ光強度の変調信号とを含むことを特徴とするものである。
[0023]
また、本発明の請求項14に係るレーザ画像形成装置は、請求項8または10記載のレーザ画像形成装置において、入力画像信号から変換された4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号は、少なくとも2次元変調素子の変調信号と、レーザ光出射時間の変調信号とを含むことを特徴とするものである。
[0024]
また、本発明の請求項15に係るレーザ画像形成装置は、請求項14記載のレーザ画像形成装置において、前記レーザ光出射時間を、前記入力画像信号に応じて、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間の変調と同期変調することを特徴とするものである。
[0025]
また、本発明の請求項16に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子とを有するレーザ画像形成装置において、中心波長の異なる4色以上のレーザ光源を有し、前記4色以上のレーザ光源は、複数色のレーザ光源が前記2次元変調素子に対して同時にレーザ光を出射する時間を有することを特徴とする。
[0026]
また、本発明の請求項17に係るレーザ画像形成装置は、請求項16記載のレーザ画像形成装置において、前記複数色のレーザ光源のそれぞれは、前記2次元変調素子に対して他のレーザ光源が同時に出射している時間におけるその出射パワー変調と、前記2次元変調素子に対して該レーザ光源が単色のみを出射している時間におけるその出射パワー変調とを、独立に制御することを特徴とするものである。
[0027]
また、本発明の請求項18に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画
[0004]
In the image forming apparatus, each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element is modulated according to an input image signal.
[0021]
A laser image forming apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the tenth aspect, wherein each of the division times of the image modulation of the two-dimensional modulation element is determined using laser light emitted from a laser light source. It modulates according to the output of the laser light source monitor to monitor and / or the display mode to set.
[0022]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the laser image forming apparatus according to the eighth or tenth aspect, the output image control for controlling the output of each color signal of four or more colors converted from the input image signal. The signal includes at least a modulation signal of a two-dimensional modulation element and a modulation signal of laser light intensity.
[0023]
A laser image forming apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the eighth or tenth aspect, wherein the output image control controls the output of each color signal of four or more colors converted from the input image signal. The signal includes at least a modulation signal of a two-dimensional modulation element and a modulation signal of a laser beam emission time.
[0024]
A laser image forming apparatus according to a fifteenth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the fourteenth aspect, wherein the laser beam emission time is determined by the image modulation of the two-dimensional modulation element according to the input image signal. Each of the divided times is modulated and synchronized.
[0025]
A laser image forming apparatus according to claim 16 of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element that performs image modulation, and has laser light sources of four or more colors having different center wavelengths. The laser light sources of four or more colors have a time for the laser light sources of a plurality of colors to emit laser light simultaneously to the two-dimensional modulation element.
[0026]
A laser image forming apparatus according to claim 17 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 16, wherein each of the laser light sources of the plurality of colors has another laser light source with respect to the two-dimensional modulation element. The emission power modulation during the time of simultaneous emission and the emission power modulation during the time when the laser light source emits only a single color to the two-dimensional modulation element are controlled independently. Is.
[0027]
A laser image forming apparatus according to claim 18 of the present invention provides the laser image according to claim 1.

本発明は、レーザ光源からの光を変調して画像を表示するレーザ画像形成装置およびカラー画像形成方法に関するものである。   The present invention relates to a laser image forming apparatus and a color image forming method for displaying an image by modulating light from a laser light source.

画像形成装置として、スクリーン上に画像を映し出すプロジェクションディスプレイが普及している。プロジェクションディスプレイには一般にランプ光源が用いられているが、ランプ光源は、寿命が短く、光利用効率が低いとともに、色再現領域が制限されるという問題点がある。   As an image forming apparatus, a projection display that projects an image on a screen is widely used. In general, a lamp light source is used for a projection display. However, the lamp light source has a problem that it has a short lifetime, low light use efficiency, and a limited color reproduction region.

これらの問題を解決するため、画像形成装置の光源としてレーザ光源を用いることが試みられている。レーザ光源は、ランプに比べて寿命が長く、指向性が強いため光利用効率を高めやすい。また、レーザ光源は単色性を示すため、色表示領域が大きく、鮮やかな画像の表示が可能である。   In order to solve these problems, attempts have been made to use a laser light source as the light source of the image forming apparatus. A laser light source has a longer life than a lamp and has high directivity, so that it is easy to improve the light utilization efficiency. Further, since the laser light source exhibits monochromaticity, the color display area is large and a vivid image can be displayed.

レーザ画像形成装置の概略図を図12に示す。RGB3色のレーザ光源1R、1G、1Bから出射された光は、変調素子71を照明する照明光学系2に導かれる。照明光学系2は、スペックル除去手段3、光インテグレータ4、投影光学系6を含み、レーザ光源の光を変調素子71の有効面と同一形状に成形するとともに、光強度分布をほぼ均一化し、変調素子71を照明する。各色の変調素子で画像が変調された後、光はダイクロイックプリズム9で合波され、投射光学系8によりスクリーン10にカラー画像が拡大投射される。スペックル除去手段3は回転レンチキュラーレンズなどからなり、時間的にレーザ光の角度などを変化させ、レーザ光の干渉によるスペックルノイズを除去している。   A schematic view of the laser image forming apparatus is shown in FIG. Light emitted from the RGB three-color laser light sources 1R, 1G, and 1B is guided to the illumination optical system 2 that illuminates the modulation element 71. The illumination optical system 2 includes speckle removing means 3, an optical integrator 4, and a projection optical system 6, and shapes the light of the laser light source into the same shape as the effective surface of the modulation element 71, and makes the light intensity distribution substantially uniform, The modulation element 71 is illuminated. After the image is modulated by the modulation elements of the respective colors, the light is combined by the dichroic prism 9 and the color image is enlarged and projected onto the screen 10 by the projection optical system 8. The speckle removing means 3 is composed of a rotating lenticular lens or the like, and temporally changes the angle of the laser beam to remove speckle noise due to laser beam interference.

上記のように、レーザ光源を用いたディスプレイ(以下、レーザディスプレイと称す)では、レーザの干渉性が高いことから生じるスペックルノイズが問題となる。スペックルノイズとは、レーザ光がスクリーンで散乱される際、散乱光同士が干渉するために観察者の目で捉えられる微細な粒状のノイズである。スペックルノイズは、観察者の目のF(エフナンバー)とレーザ光源の波長で決まる大きさの粒がランダムに配置されるノイズとなり、観察者がスクリーンの画像を捉えるのを妨害し、深刻な画像劣化を引き起こす。特に人の視感度が高い緑および黄緑の波長のレーザによるスペックルノイズは、画像劣化に対し最も影響が大きい。   As described above, in a display using a laser light source (hereinafter referred to as a laser display), speckle noise caused by high laser coherence becomes a problem. Speckle noise is fine granular noise that is captured by the observer's eyes because the scattered light interferes when the laser light is scattered on the screen. The speckle noise is a noise in which grains having a size determined by the F (F number) of the observer's eyes and the wavelength of the laser light source are randomly arranged, which obstructs the observer from capturing the screen image and is serious. Causes image degradation. In particular, speckle noise due to green and yellow-green lasers with high human visibility has the greatest effect on image degradation.

これまで、スペックルノイズの低減については、例えば、偏向器によって空間変調器におけるフレーム周波数よりも高い周波数で光を偏向して空間変調器に照射することによりスペックルノイズを低減する等の提案がなされていた(例えば特許文献1)。   Up to now, with regard to the reduction of speckle noise, for example, there has been a proposal to reduce speckle noise by deflecting light with a deflector at a frequency higher than the frame frequency in the spatial modulator and irradiating the spatial modulator. (For example, Patent Document 1).

また、RGBの発光素子を用いたレーザ画像形成装置において、RGBの発光素子アレイを用い単一変調素子を時分割して用いる提案がある(例えば、特許文献2)。
特開平10−293268号公報 特開平2001−249400号公報
In addition, in a laser image forming apparatus using RGB light emitting elements, there is a proposal to use a single modulation element in a time-division manner using an RGB light emitting element array (for example, Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-293268 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-249400

これまでレーザディスプレイにおいて、スペックルノイズを低減する手法の提案はあるが、特に視聴者に最も影響を与える、視感度の高い波長域のスペックルノイズの低減に関する提案はほとんどない。   To date, there have been proposals for reducing speckle noise in laser displays, but there are few proposals for reducing speckle noise in the wavelength range with high visibility, which has the greatest effect on the viewer.

本発明は、レーザ光源を用いたレーザ画像形成装置において、視感度が高い波長域のスペックルノイズを低減するとともに、従来のディスプレイで表現できなかった鮮やかな画像を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to reduce speckle noise in a wavelength range with high visibility in a laser image forming apparatus using a laser light source, and to provide a vivid image that cannot be expressed by a conventional display.

前記課題を解決するために、本発明の請求項1に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子とを有するレーザ画像形成装置において、中心波長が、430〜475nmであるB、480〜560nmであるGとY、及び610〜680nmであるR、の4色BGYRのレーザ光源を有し、前記GとYのレーザ光源の少なくとも一方は、波長変換レーザであり、前記GとYのレーザ光源の中心波長の差が、2nm以上、60nm以下であることを特徴とするものである。   In order to solve the above problems, a laser image forming apparatus according to claim 1 of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element for performing image modulation, wherein the center wavelength is 430 to 475 nm. B, G and Y of 480 to 560 nm, and R of 610 to 680 nm, a four-color BGYR laser light source, and at least one of the G and Y laser light sources is a wavelength conversion laser, The difference between the center wavelengths of the G and Y laser light sources is 2 nm or more and 60 nm or less.

また、本発明の請求項2に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、前記4色BGYRのレーザ光源のうち、前記GとYの中心波長が、G:480〜520nm、Y:520〜560nmであることを特徴とするものである。   The laser image forming apparatus according to claim 2 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 1, wherein the center wavelengths of G and Y are G: 480 to 480 of the four-color BGYR laser light sources. 520 nm, Y: 520 to 560 nm.

また、本発明の請求項3に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子とを有するレーザ画像形成装置において、中心波長が、430〜475nmであるB、480〜560nmであるGとY、及び610〜680nmであるR、の4色BGYRのレーザ光源を有し、前記G及びYの両方を用いて表示可能な色再現域の画素を表示するとき、前記G及びYの両方のレーザ光源からの出力を表示することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 3 of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element that performs image modulation. B, 480 to 480 having a center wavelength of 430 to 475 nm. When a pixel having a color gamut that can be displayed by using both G and Y is displayed, a G and Y laser beam source of G and Y of 560 nm and R of 610 to 680 nm is displayed. And Y output from the laser light sources.

また、本発明の請求項19に係るレーザ画像形成装置は、請求項3記載のレーザ画像形成装置において、前記GとYの両方を用いて表示可能な色再現域の画素を表示するとき、画素においてGとYの表示される輝度が、一方に対して、2/3ないし3/2の輝度値であることを特徴とするものである。   According to a nineteenth aspect of the present invention, in the laser image forming apparatus according to the third aspect, when displaying pixels in a color gamut that can be displayed using both G and Y, In this case, the luminance displayed for G and Y is a luminance value of 2/3 to 3/2 with respect to one.

また、本発明の請求項4に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、該画像形成装置に入力される入力画像信号を、4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号に変換することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the first aspect, wherein the input image signal input to the image forming apparatus is controlled to output four or more color signals. The output image control signal is converted into an output image control signal.

また、本発明の請求項5に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、前記4色以上のレーザ光源から出力されるレーザ光の変調を、各色独立に制御することを特徴とするものである。   According to a fifth aspect of the present invention, in the laser image forming apparatus according to the first aspect, the modulation of the laser light outputted from the laser light sources of four or more colors is controlled independently for each color. It is characterized by.

また、本発明の請求項6に係るレーザ画像形成装置は、請求項5記載のレーザ画像形成装置において、該画像形成装置に入力される入力画像信号、及び/または視聴環境に応じて、各色のレーザ光源の出射パワー変調を独立に制御することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the fifth aspect, wherein each color has a color corresponding to an input image signal input to the image forming apparatus and / or a viewing environment. The output power modulation of the laser light source is controlled independently.

また、本発明の請求項7に係るレーザ画像形成装置は、請求項1または5記載のレーザ画像形成装置において、該レーザ画像形成装置は、前記2次元変調素子を1つとし、該1つの2次元変調素子を、前記4色以上の各レーザ光源よりのレーザ光に対し前記2次元変調素子の画像変調を時間分割して用いることを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 7 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 1 or 5, wherein the laser image forming apparatus has one two-dimensional modulation element, and the two The two-dimensional modulation element is time-divided and used for the laser light from each of the four or more color laser light sources.

また、本発明の請求項8に係るレーザ画像形成装置は、請求項7記載のレーザ画像形成装置において、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、入力画像信号に応じて変調することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the seventh aspect, wherein each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element is modulated in accordance with an input image signal. It is characterized by.

また、本発明の請求項9に係るレーザ画像形成装置は、請求項7記載のレーザ画像形成装置において、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、レーザ光源から出射されたレーザ光をモニタするレーザ光源モニタの出力及び/または設定する表示モードに応じて変調することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 9 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 7, wherein each division time of image modulation of the two-dimensional modulation element is determined by using laser light emitted from a laser light source. It modulates according to the output of the laser light source monitor to monitor and / or the display mode to set.

また、本発明の請求項10に係るレーザ画像形成装置は、請求項5または7記載のレーザ画像形成装置において、入力画像信号から変換された4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号は、少なくとも2次元変調素子の変調信号と、レーザ光強度の変調信号とを含むことを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 10 of the present invention is the laser image forming apparatus according to claim 5 or 7, wherein the output image control controls the output of each color signal of four or more colors converted from the input image signal. The signal includes at least a modulation signal of a two-dimensional modulation element and a modulation signal of laser light intensity.

また、本発明の請求項11に係るレーザ画像形成装置は、請求項5または7記載のレーザ画像形成装置において、入力画像信号から変換された4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号は、少なくとも2次元変調素子の変調信号と、レーザ光出射時間の変調信号とを含むことを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the fifth or seventh aspect, wherein the output image control controls the output of each color signal of four or more colors converted from the input image signal. The signal includes at least a modulation signal of a two-dimensional modulation element and a modulation signal of a laser beam emission time.

また、本発明の請求項12に係るレーザ画像形成装置は、請求項11記載のレーザ画像形成装置において、前記レーザ光出射時間を、前記入力画像信号に応じて、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間の変調と同期変調することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the eleventh aspect, wherein the laser beam emission time is determined by the image modulation of the two-dimensional modulation element according to the input image signal. Each of the divided times is modulated and synchronized.

また、本発明の請求項13に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子とを有するレーザ画像形成装置において、中心波長の異なる4色以上のレーザ光源を有し、前記4色以上のレーザ光源は、複数色のレーザ光源が前記2次元変調素子に対して同時にレーザ光を出射する時間を有することを特徴とする。   A laser image forming apparatus according to a thirteenth aspect of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element that performs image modulation. The laser light sources of four or more colors have a time for the laser light sources of a plurality of colors to emit laser light to the two-dimensional modulation element at the same time.

また、本発明の請求項14に係るレーザ画像形成装置は、請求項13記載のレーザ画像形成装置において、前記複数色のレーザ光源のそれぞれは、前記2次元変調素子に対して他のレーザ光源が同時に出射している時間におけるその出射パワー変調と、前記2次元変調素子に対して該レーザ光源が単色のみを出射している時間におけるその出射パワー変調とを、独立に制御することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to a fourteenth aspect of the present invention is the laser image forming apparatus according to the thirteenth aspect, wherein each of the laser light sources of the plurality of colors has another laser light source with respect to the two-dimensional modulation element. The emission power modulation during the time of simultaneous emission and the emission power modulation during the time when the laser light source emits only a single color to the two-dimensional modulation element are controlled independently. Is.

また、本発明の請求項15に係るレーザ画像形成装置は、請求項1記載のレーザ画像形成装置において、色度座標における色表示範囲を視聴環境に応じて制御することを特徴とするものである。   According to a fifteenth aspect of the present invention, in the laser image forming apparatus according to the first aspect, the color display range in the chromaticity coordinates is controlled in accordance with the viewing environment. .

また、本発明の請求項16に係るレーザ画像形成装置は、請求項15記載のレーザ画像形成装置において、前記色表示範囲は、入力画像信号基準色度範囲よりも広く、かつ入力画像信号基準色度に準ずる範囲、あるいは色再現可能範囲に準ずる範囲であることを特徴とするものである。   According to a sixteenth aspect of the present invention, in the laser image forming apparatus according to the fifteenth aspect, the color display range is wider than the input image signal reference chromaticity range and the input image signal reference color. It is a range according to the degree or a range according to the color reproducible range.

また、本発明の請求項17に係るレーザ画像形成装置は、請求項6または14記載のレーザ画像形成装置において、前記レーザ光源の出射パワー変調に伴い、レーザ冷却温度を制御することを特徴とするものである。   A laser image forming apparatus according to claim 17 of the present invention is characterized in that, in the laser image forming apparatus according to claim 6 or 14, the laser cooling temperature is controlled in accordance with the emission power modulation of the laser light source. Is.

また、本発明の請求項18に係るカラー画像形成方法は、4色以上のレーザ光源と、画像変調を行う1つまたは複数の2次元変調素子とを用いて画像形成するカラー画像形成方法であって、入力画像信号に応じて、前記1つまたは複数の2次元画像変調素子による画像変調と、前記4色以上のレーザ光源のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行なうことを特徴とするものである。   A color image forming method according to claim 18 of the present invention is a color image forming method for forming an image using four or more colors of laser light sources and one or a plurality of two-dimensional modulation elements for performing image modulation. In accordance with an input image signal, the image modulation by the one or more two-dimensional image modulation elements and the laser light output modulation of the laser light sources of four or more colors are synchronized to form an image. To do.

本発明のレーザ画像形成装置およびカラー画像形成方法によれば、レーザ光源を用いたレーザ画像形成装置において、ノイズがなくコントラストが大きな映像を表示することができる効果がある。   According to the laser image forming apparatus and the color image forming method of the present invention, in the laser image forming apparatus using the laser light source, there is an effect that an image having no noise and large contrast can be displayed.

すなわち、本発明のレーザ画像形成装置によれば、中心波長の異なる4色のレーザ光源を用いるようにしたので、スペックルノイズがなく、また従来のディスプレイで表現できなかった鮮やかな画像を表示することができる効果がある。   That is, according to the laser image forming apparatus of the present invention, since four color laser light sources having different center wavelengths are used, there is no speckle noise and a vivid image that cannot be expressed by a conventional display is displayed. There is an effect that can.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、4色のレーザ光源をBGYRとし、GとYのレーザ光源の中心波長の差を2nm以上、60nm以下としたので、視感度の高い波長域のスペックルノイズを削減するとともに、色ムラのない画像を表示することができる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, the four color laser light sources are set to BGYR, and the difference between the center wavelengths of the G and Y laser light sources is set to 2 nm or more and 60 nm or less. There are effects of reducing speckle noise and displaying an image without color unevenness.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、前記G及びYの両方を用いて表示可能な色再現域は、前記G及びYの両方のレーザ光源からレーザ光を出射するようにしたので、視感度の高いレーザ光源色を混合させて表示し、スペックルノイズを低減することができる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, the color reproduction range that can be displayed using both G and Y emits laser light from both the G and Y laser light sources. There is an effect that speckle noise can be reduced by mixing and displaying laser light source colors having high visibility.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、4色以上のレーザ光源から出力されるレーザ光出力変調を各色独立に制御するようにしたので、コントラストが大きな映像を表示することができる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, since the laser light output modulation output from the laser light sources of four or more colors is controlled independently for each color, there is an effect that an image with a large contrast can be displayed. is there.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、レーザモニタの出力及び/または設定する表示モードに応じて、変調するようにしたので、画像の明るさや色が変化した場合の補償をすることができる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element is modulated according to the output of the laser monitor and / or the display mode to be set. There is an effect that compensation can be made when the brightness or color changes.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、レーザ光出射時間を、入力画像信号に応じて、2次元変調素子の画像変調の各分割時間の変調と同期変調するようにしたので、画像の階調数とコントラストを増加させることができ、様々な映像表現が可能となる効果がある。   Further, according to the laser image forming apparatus of the present invention, the laser light emission time is synchronously modulated with the modulation of each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element in accordance with the input image signal. The number of gradations and contrast can be increased, and there is an effect that various video expressions are possible.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、複数色のレーザ光源のそれぞれは、2次元変調素子に対して他のレーザ光源が同時に出射している時間におけるその出射パワー変調と、2次元変調素子に対して該レーザ光源が単色のみを出射している時間における出射パワー変調とを、独立に制御するようにしたので、単色で出射しているときのパワーはもとのまま、色温度を調整することができる効果がある。   In addition, according to the laser image forming apparatus of the present invention, each of the laser light sources of a plurality of colors has its emission power modulation and two-dimensional modulation during the time when another laser light source emits simultaneously to the two-dimensional modulation element. Since the output power modulation during the time when the laser light source emits only a single color to the element is controlled independently, the color temperature is kept unchanged while keeping the power when emitting in a single color. There is an effect that can be adjusted.

また、本発明のレーザ画像形成装置によれば、色度座標における色表示範囲を視聴環境に応じて制御するようにしたので、視聴環境の変化によるコントラストの低下を抑えることができる効果がある。   In addition, according to the laser image forming apparatus of the present invention, the color display range in the chromaticity coordinates is controlled according to the viewing environment, so that it is possible to suppress a decrease in contrast due to a change in the viewing environment.

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1におけるレーザ画像形成装置100の概略図である。図1は複数のレーザ光源、及び単一の変調素子を用いたプロジェクションディスプレイ(レーザディスプレイ)である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a laser image forming apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 shows a projection display (laser display) using a plurality of laser light sources and a single modulation element.

図1において、本実施の形態1に係るレーザ画像形成装置100は、青色(B)、緑色(G)、黄緑色(Y)、赤色(R)の4色のレーザ光源(101B、101G、101Y、101R)と、画像の変調を行なう変調素子107と、変調素子107を照明する照明光学系102と、スクリーン10上に2次元画像を投射する投射光学系108とを有している。各色のレーザ光源(101B、101G、101Y、101R)を出射した光は、変調素子107を照明する照明光学系102に導かれる。照明光学系102は、スペックルノイズ除去手段103、光インテグレータ104、投影光学系106を含み、レーザ光源の光を変調素子107の有効面と同一形状に成形するとともに、光強度分布をほぼ均一化し、変調素子107を照明する。実施の形態1では、4色の光に対しそれぞれ1つの変調素子107及び光インテグレータ104を用いており、ダイクロイックミラー121により4色を合波した後、合波した光は光インテグレータ104と変調素子107に導かれる。なお4色を合波するためには、レーザ光の偏光方向を違えて、偏光プリズムなどを用いて合波することもできる。また特に合波せずとも、各色のレーザ光が、光インテグレータ104に入射できるように光路設計がなされていればよい。   In FIG. 1, a laser image forming apparatus 100 according to the first embodiment includes four (4) laser light sources (101B, 101G, 101Y) of blue (B), green (G), yellow-green (Y), and red (R). , 101R), a modulation element 107 that modulates an image, an illumination optical system 102 that illuminates the modulation element 107, and a projection optical system 108 that projects a two-dimensional image on the screen 10. The light emitted from the laser light sources (101B, 101G, 101Y, 101R) of each color is guided to the illumination optical system 102 that illuminates the modulation element 107. The illumination optical system 102 includes speckle noise removing means 103, an optical integrator 104, and a projection optical system 106. The light of the laser light source is shaped into the same shape as the effective surface of the modulation element 107, and the light intensity distribution is made substantially uniform. Then, the modulation element 107 is illuminated. In the first embodiment, one modulation element 107 and one light integrator 104 are used for four colors of light, and after the four colors are combined by the dichroic mirror 121, the combined light is combined with the light integrator 104 and the modulation element. Guided to 107. In order to combine the four colors, the polarization directions of the laser beams can be changed and combined using a polarizing prism or the like. Further, it is only necessary to design the optical path so that the laser beams of the respective colors can enter the optical integrator 104 without being multiplexed.

4色のレーザ光は、順次に出射され、1つの変調素子107を時間分割して使用し、スクリーン上で時間平均的加法混色することでカラー画像を表示する。レーザ光の順次出射とは常時1色ずつ出射してもよいし、複数色のレーザ光源から同時にレーザ光が出射している時間を組み合わせても良い。   The four colors of laser light are sequentially emitted, and one modulation element 107 is time-divided and used, and a color image is displayed by time-average additive color mixing on the screen. The sequential emission of laser light may always be emitted one color at a time, or may be combined with the time during which laser light is emitted simultaneously from a plurality of color laser light sources.

実施の形態1の変調素子107は、2次元変調素子であり、切替周波数が数百Hz以上の素子が用いられ、具体的にはデジタルマイクロミラーデバイス(DMD)からなる反射型2次元変調素子を用いており、投射光学系108によりスクリーン10上に2次元画像が拡大投射され、視聴者は鮮やかな画像をみることができる。   The modulation element 107 according to Embodiment 1 is a two-dimensional modulation element, and an element having a switching frequency of several hundred Hz or more is used. Specifically, a reflection type two-dimensional modulation element composed of a digital micromirror device (DMD) is used. The two-dimensional image is enlarged and projected on the screen 10 by the projection optical system 108, and the viewer can see a vivid image.

上記したように、本実施の形態1におけるレーザ画像形成装置では、1つの変調素子107を時間分割して使用しているが、各色にそれぞれ対応する複数の変調素子を用いているレーザ画像形成装置に対し、1つの変調素子をRGYB4色のレーザ光源で時分割して用いる場合、各レーザ光源のレーザ出射時間が短いため、同じ白色輝度を得るためにはレーザ光源の出射ピークパワーが4倍必要となる。レーザ光源の高出射ピークパワーを得るには、各色におけるレーザ光源個数およびレーザ光源1つあたりの出射ピークパワー増加が必要となり、コストおよび信頼性が問題となる。本発明では、複数色のレーザ光源から同時にレーザ光が出射する時間を有することにより、出射ピークパワーを抑えることができる。例えば、RGYB単独で出射して白色輝度を得るのに対し、同じ白色輝度を得るピークパワーを75%に抑えることができ、光源コストを抑え、信頼性を得ることができる。   As described above, in the laser image forming apparatus according to the first embodiment, one modulation element 107 is time-divided and used, but the laser image forming apparatus uses a plurality of modulation elements corresponding to each color. On the other hand, when one modulation element is used in a time-sharing manner with RGYB four-color laser light sources, the laser emission time of each laser light source is short, so that the output peak power of the laser light source is four times necessary to obtain the same white luminance. It becomes. In order to obtain a high emission peak power of a laser light source, it is necessary to increase the number of laser light sources in each color and the emission peak power per laser light source, which causes problems in cost and reliability. In the present invention, it is possible to suppress the emission peak power by having time to emit laser beams simultaneously from the laser light sources of a plurality of colors. For example, while RGYB alone emits to obtain white luminance, peak power for obtaining the same white luminance can be suppressed to 75%, light source cost can be reduced, and reliability can be obtained.

ランプやLEDなどの光源では、複数色を同時に利用する場合、明るさは確保されるが、加法混色により色コントラストが低下し、十分な色再現ができないという問題がある。特に色度座標で示される色再現範囲のRGBの三角形の頂点付近の明度が高い色が再現できなくなる。しかしながら本発明では、単色性を有するレーザ光源を用いることにより、彩度が高いRGYBの色についても明るく表示することができ、十分な色再現範囲を確保することができる。レーザ光源は単色性があるため、色純度が極めて高く、これまでのディスプレイよりも彩度の高い色を表示できる。画像信号の範囲の色や日常よく目にする範囲の色は、レーザ光源を用いた場合、レーザ光源色を混色した色(RGB三角形の内側)となるため、複数色の同時出射による混合色を用いながら、十分に色再現することが可能となる。   In the case of using a plurality of colors at the same time, a light source such as a lamp or LED has a problem that although brightness is ensured, color contrast is lowered due to additive color mixing, and sufficient color reproduction cannot be performed. In particular, it becomes impossible to reproduce a color having high brightness near the apex of the RGB triangle in the color reproduction range indicated by the chromaticity coordinates. However, in the present invention, by using a monochromatic laser light source, it is possible to brightly display RGYB colors with high saturation and to secure a sufficient color reproduction range. Since the laser light source is monochromatic, the color purity is extremely high, and it is possible to display a color with higher saturation than conventional displays. When the laser light source is used, the colors in the image signal range and the range that is often seen in daily life are mixed colors of the laser light source colors (inside the RGB triangle). It is possible to reproduce the color sufficiently while using it.

本発明のレーザ画像形成装置は、画像変調を行う変調素子を有し、中心波長の異なる4色以上のレーザ光源を有することを特徴としている。レーザ光の干渉によるスペックルノイズは、視聴者に対し、光強度分布の細かな揺らぎとなるが、中心波長の異なるレーザ光から生じるスペックルパターンは異なり、異なるパターンを視聴者が同時に知覚すると、揺らぎの平均化が生じ、総光強度に対する揺らぎ量は低減する。異なるパターンの知覚は、時間的に全く同じでなくとも、視聴者が区別できない時間内に異なるパターンが視聴者に届けば、パターンが重なって知覚されるため、揺らぎ量(スペックルノイズ)は低減することとなる。一般的なレーザ画像形成装置では、RGBの3色よりなるが、本発明では4色用いるために、パターン数が増えスペックルノイズが低減される。   The laser image forming apparatus of the present invention has a modulation element that performs image modulation, and has laser light sources of four or more colors having different center wavelengths. Speckle noise due to laser light interference causes fine fluctuations in the light intensity distribution to the viewer, but the speckle pattern generated from laser light with different center wavelengths is different, and if the viewer perceives different patterns simultaneously, Fluctuation averaging occurs, and the amount of fluctuation with respect to the total light intensity is reduced. Even if the perception of different patterns is not exactly the same in time, if different patterns reach the viewer within a time period that the viewer cannot distinguish, the patterns are perceived as overlapping, reducing the amount of fluctuation (speckle noise) Will be. A general laser image forming apparatus is composed of three colors of RGB. However, since four colors are used in the present invention, the number of patterns increases and speckle noise is reduced.

本発明のレーザ光源の中心波長は、430〜475nmである青色(B)、480〜560nmである緑色(G)と黄緑色(Y)、610〜680nmである赤色(R)、の4色BGYRのレーザ光源を少なくとも有することが好ましい。   The center wavelength of the laser light source of the present invention is four colors BGYR of blue (B) of 430 to 475 nm, green (G) and yellow green (Y) of 480 to 560 nm, and red (R) of 610 to 680 nm. It is preferable to have at least the laser light source.

本実施の形態1におけるレーザ画像形成装置では、その特徴である色表示範囲の大きさと明るさとを有するものとするのが好ましい。このため青色(B)のレーザ光の中心波長は、視感度がありかつCIE色度座標y値が小さい430〜475nmが好ましく、赤色(R)レーザ光の中心波長は、視感度がありかつ色度座標x値が大きい610〜680nmが好ましい。緑色(G)レーザと黄緑色(Y)レーザ光の中心波長は、視感度が高いとともに、色度座標上いずれかのy値を高く、いずれかのx値を低くすることにより、明るさと色表示範囲の大きさとを得ることができる。このため、GとYの中心波長は480〜560nmであることが好ましい。4色のレーザ光を用いることにより、色表示範囲は色度図上で、3色の場合の3角形から4角形へと広がり、色の自由度が増し、色鮮やかな表示が可能となる。   In the laser image forming apparatus according to the first embodiment, it is preferable to have the color display range size and brightness, which are the characteristics of the laser image forming apparatus. For this reason, the center wavelength of the blue (B) laser light is preferably 430 to 475 nm with high visibility and a small CIE chromaticity coordinate y value, and the center wavelength of the red (R) laser light has high visibility and color. 610-680 nm with a large degree coordinate x value is preferable. The central wavelengths of the green (G) laser and the yellow-green (Y) laser light have high visibility, and by increasing any y value and decreasing any x value on the chromaticity coordinates, brightness and color The size of the display range can be obtained. For this reason, it is preferable that the center wavelengths of G and Y are 480 to 560 nm. By using four colors of laser light, the color display range on the chromaticity diagram is expanded from a triangle in the case of three colors to a quadrangle, increasing the degree of color freedom and enabling vivid display.

本実施の形態1では、Bに中心波長455nmの半導体レーザ、Gに中心波長490nmの波長変換レーザ、Yに中心波長540nmの波長変換レーザ、Rに中心波長635nmの半導体レーザを用いている。このときの本実施の形態1の色表示範囲(太い実線)を、あらわすCIE色度図を図2(a)に示す。図2(a)には、比較のため従来のCRTで表示可能範囲であるsRGB規格範囲(細い実線)も図示している。実施の形態1では、非常に広い範囲の色再現が可能となっていることがわかる。画像信号に準じた色を表示する場合、sRGB規格の色再現範囲を表示できればよい。本実施の形態1において、sRGBの色再現範囲は、RGYB四角形あるいは図2(b)に示すように△BYR(一点鎖線)の内側であるため、常にレーザ光源のRGYB4色あるいはBYR3色を混色した色を表示することとなる。これにより、レーザの単色性と広い色表示範囲により、複数色のレーザ光を同時出射した混合色を併用しても、色再現することができる。なお十分な色再現範囲を確保するためには、レーザ光源を用いた場合においても、複数色を同時に出射する時間を単色発射の時間よりも長くならないようにすることが好ましい。   In the first embodiment, a semiconductor laser having a central wavelength of 455 nm is used for B, a wavelength conversion laser having a central wavelength of 490 nm is used for G, a wavelength conversion laser having a central wavelength of 540 nm is used for Y, and a semiconductor laser having a central wavelength of 635 nm is used for R. A CIE chromaticity diagram showing the color display range (thick solid line) of the first embodiment at this time is shown in FIG. FIG. 2A also shows an sRGB standard range (thin solid line) that is a displayable range on a conventional CRT for comparison. In Embodiment 1, it can be seen that a very wide range of color reproduction is possible. When displaying a color according to the image signal, it is only necessary to display the color reproduction range of the sRGB standard. In the first embodiment, since the color reproduction range of sRGB is inside the RGYB square or ΔBYR (dashed line) as shown in FIG. 2B, the RGYB four colors or the BYR three colors of the laser light source are always mixed. The color will be displayed. As a result, due to the monochromaticity of the laser and the wide color display range, color reproduction can be achieved even when a mixed color in which a plurality of colors of laser beams are simultaneously emitted is used in combination. In order to secure a sufficient color reproduction range, it is preferable that the time for emitting a plurality of colors simultaneously is not longer than the time for monochromatic emission even when a laser light source is used.

また、レーザ光源は単色性を示すため、単色(RGYB四角形の頂点の色)を表示するとき、色の彩度が極めて高く、画像の観察者には相対的に明るく感じてしまう。これを補うためにRGYB四角形の頂点付近の色は相対的に明るさを抑えて表示することが必要となる。本実施の形態1においては、複数色のレーザ光を同時出射する時間を有することにより、単色の明るさを抑えることができ、バランスのとられた色表示が可能となる。   Further, since the laser light source exhibits monochromaticity, when displaying a single color (the color of the vertex of the RGYB quadrangle), the color saturation is extremely high, and the image observer feels relatively bright. In order to compensate for this, it is necessary to display colors near the vertices of the RGYB square with relatively low brightness. In the first embodiment, by having time to simultaneously emit laser beams of a plurality of colors, the brightness of a single color can be suppressed, and a balanced color display can be achieved.

スペックルノイズは、光強度揺らぎが視感される明るさ揺らぎとなるため、視感度が高い波長において、強く知覚される。このためGとYのレーザ光は、480〜560nmの視感度が高い波長域であることが好ましく、他の波長域で2色化する場合よりもスペックルノイズの低減効果が特に大きい。また、GとYのレーザ光の中心波長が480〜560nmの範囲外の2色である場合、480nmよりも短波長であるレーザ光は青色と知覚され、560nmよりも長波長であれば黄色と知覚される。このときの2色は反対色相であるため、スペックルノイズは明るさ揺らぎ以外に色ムラと認識される。このため、たとえスペックルパターンが異なり明るさ揺らぎが低減しても、色ムラとして認識されると、ノイズ低減効果はなくなる。このため、GとYの中心波長は480〜560nmの範囲内であることが好ましい。   Speckle noise is perceived strongly at a wavelength with high visibility because it causes brightness fluctuations in which light intensity fluctuations are perceived. For this reason, it is preferable that the G and Y laser beams have a wavelength range with high visibility of 480 to 560 nm, and the effect of reducing speckle noise is particularly greater than when two colors are used in other wavelength ranges. Further, when the center wavelengths of the G and Y laser beams are two colors outside the range of 480 to 560 nm, the laser beam having a wavelength shorter than 480 nm is perceived as blue, and if the wavelength is longer than 560 nm, the laser beam is yellow. Perceived. Since the two colors at this time have opposite hues, the speckle noise is recognized as color unevenness in addition to brightness fluctuation. For this reason, even if the speckle pattern is different and the brightness fluctuation is reduced, if it is recognized as color unevenness, the noise reduction effect is lost. For this reason, the center wavelengths of G and Y are preferably in the range of 480 to 560 nm.

またスペックルノイズの低減効果を得るためには、GとYのスペックルパターンの相関がなくなるように、中心波長が2nm以上異なることが好ましい。またGとYの中心波長の差が大きいと反対色相でなくとも色ムラとして知覚されるため、中心波長の差は60nm以下であることが好ましい。480〜560nmの範囲内で、60nm以下の中心波長の差であれば、これらのスペックルパターンは人間の目の解像度付近の粒が混在する略混色状態となるため、色ムラと認識されない。   In order to obtain an effect of reducing speckle noise, it is preferable that the center wavelength is different by 2 nm or more so that the correlation between the G and Y speckle patterns is eliminated. In addition, if the difference between the center wavelengths of G and Y is large, it is perceived as color unevenness even if the hue is not opposite. If the difference between the center wavelengths is 60 nm or less within the range of 480 to 560 nm, these speckle patterns are in a substantially mixed color state in which grains near the resolution of the human eye are mixed, and thus are not recognized as color unevenness.

本実施の形態1の画像形成装置100において、GとYのレーザ光源の少なくとも一方は、波長変換レーザであることが好ましい。波長変換レーザとは、基本波レーザ光の波長変換を行ったレーザである。波長変換には、波長が1/2となる2倍波、1/3となる3倍波、また2つの基本波を用いる和周波や差周波がある。基本波レーザ光は、固体レーザ、気体レーザ、ファイバーレーザ、半導体レーザを用いることができ、波長変換レーザは、非常に幅広い波長の設計ができる。GとYのレーザ光には、色および明るさの設計のため、自由な波長選択ができる波長変換レーザを用いることが好ましい。なお他の色のレーザ光源には、レーザ発振を用いた光源全般を用いることができ、半導体レーザ、気体レーザ、ファイバーレーザ、固体レーザなどを用いることができる。   In the image forming apparatus 100 according to the first embodiment, it is preferable that at least one of the G and Y laser light sources is a wavelength conversion laser. The wavelength conversion laser is a laser that performs wavelength conversion of the fundamental laser beam. Wavelength conversion includes a double wave whose wavelength is 1/2, a triple wave whose wavelength is 1/3, and a sum frequency and a difference frequency using two fundamental waves. As the fundamental wave laser beam, a solid laser, a gas laser, a fiber laser, or a semiconductor laser can be used, and the wavelength conversion laser can be designed with a very wide range of wavelengths. For the G and Y laser beams, it is preferable to use a wavelength conversion laser capable of freely selecting a wavelength for the design of color and brightness. In addition, as the laser light sources of other colors, general light sources using laser oscillation can be used, and semiconductor lasers, gas lasers, fiber lasers, solid lasers, and the like can be used.

また、緑色(G)と黄緑色(Y)の中心波長は、Gが480〜520nm、Yが520〜560nmであることが好ましい。人の知覚する色範囲は、図2(a)の色度図上の単色光源スペクトルの示す馬蹄形(破線)内であるため、4色を選択するとき、できるだけ馬蹄形の広範囲を占める四角形となる色表示範囲とすることが求められる。したがって、Gの中心波長を480〜520nm、Yの中心波長を520〜560nmとすることで、レーザ光の単色性と4色を用いた広い色表示範囲を得ることができ、視聴者にこれまでにない色鮮やかな映像を届けることができる。   Moreover, as for the center wavelength of green (G) and yellowish green (Y), it is preferable that G is 480-520 nm and Y is 520-560 nm. Since the color range perceived by a person is within the horseshoe shape (broken line) indicated by the monochromatic light source spectrum on the chromaticity diagram of FIG. 2A, when four colors are selected, the color becomes a quadrangle that occupies as much of the horseshoe shape as possible. The display range is required. Therefore, by setting the center wavelength of G to 480 to 520 nm and the center wavelength of Y to 520 to 560 nm, it is possible to obtain a wide color display range using the monochromaticity of the laser light and four colors. It can deliver a colorful image that is not available.

4色以上の波長の異なるレーザ光を用いるレーザ画像形成装置では、レーザ画像形成装置に入力される入力画像信号をレーザ光の色数の出力を制御する出力画像制御信号に変換し、出力画像制御信号に応じて各色を制御することが好ましい。具体的には、入力画像信号が3色に対応するものであっても、4色以上の各色信号に対応する出力画像制御信号に拡張変換する。各色にそれぞれ階調を与えて変調することにより、3色による制御よりも色表示範囲を広げて制御することができ、色鮮やかな映像を作成することができる。また、本実施の形態1のレーザ画像形成装置において、輝度の高い混合色の入力画像信号を出力画像制御信号に変換するとき、視感度の高いレーザ光源色を混合するように変換することが好ましい。具体的には、実施の形態1において、Whiteを表示する場合、BGRもしくはBYRの3色のみを用いても表示できるが、BGYRの全てを用いて表示するように変換する。すなわち、同じ色を表示する場合であっても、視感度の高いレーザ光源色を混合することによって、スクリーンで生じるスペックルパターン数を増やし、スペックルノイズを低減することができる。更に好ましくは、出力画像制御信号に変換する際、視感度の高い各レーザ光源色は、それらができるだけ同じ明るさとなるようにする。例えば、Whiteを表示するとき、GとYの輝度がスクリーン上でほぼ同じになるように変換する。   In a laser image forming apparatus using four or more colors of laser light having different wavelengths, an input image signal input to the laser image forming apparatus is converted into an output image control signal for controlling the output of the number of colors of the laser light, and output image control is performed. It is preferable to control each color according to the signal. Specifically, even if the input image signal corresponds to three colors, the input image signal is extended and converted into output image control signals corresponding to four or more color signals. By modulating each color with gradation, the color display range can be expanded and controlled rather than the control with three colors, and a vivid image can be created. In the laser image forming apparatus according to the first embodiment, when converting an input image signal having a high luminance and mixed color into an output image control signal, it is preferable to convert the laser light source color having a high visibility so as to be mixed. . Specifically, in the first embodiment, when displaying White, it is possible to display using only three colors of BGR or BYR, but the display is converted to display using all of BGYR. That is, even when the same color is displayed, the number of speckle patterns generated on the screen can be increased and speckle noise can be reduced by mixing laser light source colors having high visibility. More preferably, when converting into an output image control signal, the laser light source colors having high visibility are set to have the same brightness as much as possible. For example, when displaying White, conversion is performed so that the luminances of G and Y are substantially the same on the screen.

実施の形態1では、図2(b)で示すようにsRGB(細い実線)の範囲内の色は、△BYR(一点鎖線)に含まれており、Gを出力させずともsRGBの範囲内の色を表示することができる。ここで、図2(a)で示すように、四角の太い実線は本実施の形態1の色表示範囲である。しかし本発明では、スペックルノイズを低減するため、BYRの3色のみでも表示可能な場合でも、Gを加えて、4色で表示するように、映像信号の出力を4色へと変換する。また、これと同様に、BGRの3色のみで表示可能な場合もYを加えて4色で表示するようにする。こうして、Yが表示されるときはGも、Gが表示されるときはYも同時に表示させるようにすることで、視感度の高いレーザ光源色を混合させて表示し、スペックルノイズを低減させることができる。このように、GとYの両方を用いて表示することができる色再現域は、GとYの両方の出力が表示されるようにすることが好ましい。特に、明るい画像(Whiteなどの表示)では、スクリーンで表示されている画素の各色の輝度成分がGとYでほぼ同じになるように、4色の表示信号に変換されることが好ましい。   In the first embodiment, as shown in FIG. 2B, the color within the range of sRGB (thin solid line) is included in ΔBYR (dashed line), and it is within the range of sRGB without outputting G. The color can be displayed. Here, as shown in FIG. 2A, the thick solid line of the square is the color display range of the first embodiment. However, in the present invention, in order to reduce speckle noise, even when only three colors of BYR can be displayed, G is added and the output of the video signal is converted into four colors so that the four colors are displayed. Similarly to this, when display is possible only with three colors of BGR, Y is added to display with four colors. In this way, G is displayed when Y is displayed and Y is displayed simultaneously when G is displayed, so that laser light source colors with high visibility are mixed and displayed, thereby reducing speckle noise. be able to. In this way, it is preferable that the color reproduction range that can be displayed using both G and Y displays both G and Y outputs. In particular, in a bright image (display such as White), it is preferable that the luminance component of each color of the pixel displayed on the screen is converted into a display signal of four colors so that G and Y are substantially the same.

GとYの表示される輝度がほぼ同じとき、スペックルノイズの低減効果が最も大きくなる。ここで、ほぼ同じ輝度とは、一方に対し、2/3〜3/2の輝度値である。また明るい画像の画素信号とは、入力信号の輝度値が、最大輝度となる入力信号の0.8倍以上のときである。   When G and Y are displayed with substantially the same luminance, the speckle noise reduction effect is greatest. Here, the substantially same luminance is a luminance value of 2/3 to 3/2 for one side. A pixel signal of a bright image is when the luminance value of the input signal is 0.8 times or more that of the input signal that provides the maximum luminance.

レーザ光源を用いたレーザ画像形成装置には、スクリーン上でレーザ光を1画素ずつ走査させる手法も提案されているが、本発明では2次元もしくは1次元の変調素子で変調した画像をスクリーンに投影する。レーザ光を1画素ずつ走査する場合、収束ビームを用いるためパワー密度が高くなり、高出力(明るい)画像を形成するとき、非常に制御が難しくなる。これに対し、変調素子上で2次元もしくは1次元に広げたビームを用いる場合、容易に高出力のレーザ光を用いることができ、視聴者に明るい映像を届けることができる。また特に2次元変調素子を用いた場合、1次元よりもパワー密度を下げることが可能となり、更に制御が容易になる。2次元変調素子には、2次元アレイのマイクロミラーを用いた素子や2次元アレイ液晶素子などを用いることができる。   In a laser image forming apparatus using a laser light source, a method of scanning a laser beam pixel by pixel on a screen has been proposed. In the present invention, an image modulated by a two-dimensional or one-dimensional modulation element is projected on a screen. To do. When scanning laser light pixel by pixel, the power density increases because a convergent beam is used, and control becomes very difficult when a high output (bright) image is formed. On the other hand, when a two-dimensional or one-dimensionally spread beam is used on the modulation element, a high-power laser beam can be easily used, and a bright image can be delivered to the viewer. In particular, when a two-dimensional modulation element is used, the power density can be lowered as compared with one dimension, and control becomes easier. As the two-dimensional modulation element, an element using a two-dimensional array micromirror, a two-dimensional array liquid crystal element, or the like can be used.

図3は実施の形態1のレーザ画像形成装置のカラー画像形成方法を示すフローチャートである。
まず、入力画像信号を4色(BGYR)の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号に変換する。そして、この出力画像制御信号に応じて、2次元変調素子を変調するとともに、レーザ光の出射出力の変調をB、G、Y、R各色独立に制御する。本実施の形態1のレーザ画像形成装置では、1つの2次元変調素子を4色のレーザ光源に対して用いており、各色のレーザ光出射タイミングと2次元変調素子における各色の画像変調タイミングとが同期をとって制御され、各レーザ光源から順次に別の色のレーザ光が出射されるとともに、2次元変調素子も順次に各色の画像変調を行い、カラー画像を形成する。
FIG. 3 is a flowchart showing a color image forming method of the laser image forming apparatus according to the first embodiment.
First, the input image signal is converted into an output image control signal for controlling the output of each color signal of four colors (BGYR). Then, in accordance with the output image control signal, the two-dimensional modulation element is modulated and the modulation of the laser beam emission output is controlled independently for each of the B, G, Y, and R colors. In the laser image forming apparatus according to the first embodiment, one two-dimensional modulation element is used for four-color laser light sources, and the laser light emission timing of each color and the image modulation timing of each color in the two-dimensional modulation element are determined. Control is performed in synchronization, and laser beams of different colors are sequentially emitted from the laser light sources, and the two-dimensional modulation element sequentially modulates the images of the respective colors to form a color image.

実施の形態1のレーザ画像形成装置においては、レーザ光の出射光強度を画像信号によりフレーム毎に各色独立で変化させている。出力画像は、レーザ出射光強度と変調素子による変調を掛け合わせた階調の映像表現が可能となる。例えば、変調素子が256階調制御、レーザ光強度を最小値から最大値まで16階調制御するとすれば、1フレームは4色256階調の表現ができるとともに、シーケンスとしては、4色256×16(4096)階調の映像表現ができる。またレーザ光強度制御幅(最大値/最小値)が1000あるとともに、変調素子によるコントラスト性能が1000:1であれば、シーケンスのコントラストは1000000:1となり、豊かな映像表現が可能となる。   In the laser image forming apparatus of the first embodiment, the emitted light intensity of the laser light is changed independently for each color for each frame by the image signal. The output image can represent a gradation image obtained by multiplying the intensity of the laser beam and the modulation by the modulation element. For example, if the modulation element controls 256 gradations and the laser light intensity is controlled by 16 gradations from the minimum value to the maximum value, one frame can express 256 gradations of 4 colors, and the sequence includes 4 colors 256 × 16 (4096) gradation image representation is possible. If the laser light intensity control width (maximum value / minimum value) is 1000 and the contrast performance of the modulation element is 1000: 1, the contrast of the sequence is 1000000: 1, and rich image expression is possible.

本発明のレーザ画像形成装置は、2次元変調素子を有し、レーザ光源の光出力変調を各色独立に制御することを特徴としている。2次元変調素子で画像変調を行うとともに、各色独立に制御することにより、前記したようにシーケンスの色表現を豊かにすることができるとともに、各色のレーザ光出射強度制御幅を広くすることにより、非常に高いコントラストの映像を得ることができる。またレーザ光源の光出力制御は、映像全体の色調整などのため、視聴環境などに合わせて調整することもできるし、画像信号により光出力階調を与えることもできる。本発明では各色のレーザ光出力変調を独立に制御し、2次元変調素子で画像変調を行うことで、より細かな調整を行なうことができ、コントラストの広がった映像を提供できる。本発明のレーザ画像形成装置はレーザ光源を用いているため、光源への電流電圧制御により、高速でかつ線形の出力制御を行うことができ、映像としてはフレーム毎の高速変調やダイナミックレンジの広い制御ができる。   The laser image forming apparatus of the present invention has a two-dimensional modulation element, and controls the light output modulation of the laser light source independently for each color. By performing image modulation with a two-dimensional modulation element and controlling each color independently, the color expression of the sequence can be enriched as described above, and the laser light emission intensity control width of each color is widened. An image with very high contrast can be obtained. In addition, the light output control of the laser light source can be adjusted according to the viewing environment or the like for color adjustment of the entire image, and the light output gradation can be given by an image signal. In the present invention, laser light output modulation for each color is controlled independently, and image modulation is performed by a two-dimensional modulation element, whereby finer adjustments can be made and an image with a wide contrast can be provided. Since the laser image forming apparatus of the present invention uses a laser light source, high-speed and linear output control can be performed by current-voltage control to the light source, and as a video, high-speed modulation for each frame and a wide dynamic range are possible. Can control.

また、本発明のレーザ画像形成装置では、レーザ光源の出射パワー変調を各色独立で制御することにより、画像に応じて各レーザ光源のレーザ光出力を抑えて出力することができ、光出力にかかわる電力の省電力化が可能となる。またレーザ光出力を抑えて使用することで、レーザ光源の高寿命化も可能とする。また変調素子と同期させて、画像変調を行うことにより、画像の階調数とコントラストを増加させることができ、様々な映像表現が可能とすることができる。   Further, in the laser image forming apparatus of the present invention, by controlling the emission power modulation of the laser light source independently for each color, the laser light output of each laser light source can be suppressed and output according to the image, and the light output is related. It is possible to save power. In addition, the laser light source can be used with a long life by suppressing the laser light output. Further, by performing image modulation in synchronization with the modulation element, the number of gradations and contrast of the image can be increased, and various video expressions can be made possible.

また、本実施の形態1において、レーザ光源出射パワー変調の各色独立した制御は、入力画像信号及び/または視聴環境に応じて行うことが好ましい。入力画像信号に応じてレーザ光源の出射パワーを変調することにより、前記したように階調数とコントラストの増加、また省電力が可能となる。本発明ではレーザ光源を用いているため、高周波数のパワー変調が可能であり、ランプ型などでは対応できなかった1フレーム毎および1フレーム内のパワー変調を行うことができる。   In the first embodiment, it is preferable that the independent control of the laser light source emission power modulation is performed according to the input image signal and / or viewing environment. By modulating the emission power of the laser light source in accordance with the input image signal, the number of gradations and contrast can be increased and power can be saved as described above. Since a laser light source is used in the present invention, high-frequency power modulation is possible, and power modulation can be performed for each frame and within one frame, which was not possible with a lamp type or the like.

また出射パワーを視聴環境に応じて各色独立に変化させることにより、視聴環境が変化しても色変化を補償して表示することができる。本発明では、単色の明るさの他、複数色同時出射時の混合色を制御することができるため、視聴環境が変化しても色変化を幅広く補償することができる。なお視聴環境が暗い状況などで、表示する明るさを抑える場合も出射パワーを抑えることで、省電力を兼ねながら色変化の補償を制御することもできる。   In addition, by changing the emission power independently for each color according to the viewing environment, even if the viewing environment changes, the color change can be compensated for display. In the present invention, in addition to the brightness of a single color, a mixed color at the time of simultaneous emission of a plurality of colors can be controlled, so that even if the viewing environment changes, the color change can be widely compensated. It should be noted that, in the case where the viewing environment is dark or the like, even when the brightness to be displayed is suppressed, it is possible to control the color change compensation while also saving power by suppressing the output power.

また、本実施の形態1では、4色のレーザ光源に対し、それぞれ1つの光インテグレータ及び2次元変調素子をもち、レーザ光を順次出射することにより、2次元変調素子を時間分割して用い、画像変調を行っている。複数の色のレーザ光源を用いる場合、各色に対し光学部品と変調素子を用意すれば、大型化および高コスト化してしまう。本発明では、複数の色のレーザ光源に対し、レーザ光を順次発射し、それぞれ1つの光インテグレータ及び2次元変調素子のみを用いることが好ましく、光学部品および変調素子を共通化することで、光学系の小型化と低コスト化が可能となる。   Further, in the first embodiment, each of the four color laser light sources has one optical integrator and a two-dimensional modulation element, and sequentially emits laser light to use the two-dimensional modulation element in a time-sharing manner. Image modulation is performed. When using laser light sources of a plurality of colors, if an optical component and a modulation element are prepared for each color, the size and cost are increased. In the present invention, it is preferable to sequentially emit laser beams to laser light sources of a plurality of colors and use only one optical integrator and a two-dimensional modulation element, respectively. The system can be reduced in size and cost.

また、本実施の形態1のレーザ画像形成装置において、レーザ画像形成装置に入力される入力画像信号から変換された出力画像制御信号は、各色の2次元変調素子の変調を行うための信号と、各色のレーザ光強度の変調を行うための信号とを含む。かかる構成によれば、2次元変調素子変調とレーザ光強度変調が組み合わされた変調を行うことができ、豊かな色表現と大きなコントラストを有する出力画像を得ることができる。   In the laser image forming apparatus of the first embodiment, the output image control signal converted from the input image signal input to the laser image forming apparatus includes a signal for modulating the two-dimensional modulation element of each color, And a signal for modulating the laser light intensity of each color. According to such a configuration, it is possible to perform modulation in which two-dimensional modulation element modulation and laser light intensity modulation are combined, and an output image having rich color expression and large contrast can be obtained.

また、本実施の形態1のカラー画像形成方法は、入力画像信号に応じて、2次元変調素子による画像変調と4色のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行うことを特徴としている。かかる方法とすることで、色表示範囲が広く、鮮やかでかつ大きなコントラストのカラー画像を得ることができる。   The color image forming method of the first embodiment is characterized in that image formation is performed by synchronizing image modulation by a two-dimensional modulation element and four-color laser light output modulation in accordance with an input image signal. . By adopting such a method, it is possible to obtain a color image having a wide color display range, vivid and high contrast.

また、本発明のレーザ画像形成装置は、4色レーザ光源を用いる他にスペックルノイズ除去手段を具備することが好ましい。スペックル除去手段を具備することで、より効率的に視聴者に届くスペックルノイズの除去ができる。実施の形態1では、ビームの偏向角を時間変化させる素子(具体的には回転するレンチキュラーレンズ)が具備されている。スペックルノイズ除去手段としては、2次元変調素子に照明する偏向角を時間的に変化させる手段やレーザ光のスペクトル幅および光源面積を広げる手段を用いればよい。   The laser image forming apparatus of the present invention preferably includes speckle noise removing means in addition to using a four-color laser light source. By providing the speckle removing means, speckle noise that reaches the viewer can be removed more efficiently. In the first embodiment, an element (specifically, a rotating lenticular lens) that changes the deflection angle of the beam with time is provided. As the speckle noise removing means, means for changing the deflection angle for illuminating the two-dimensional modulation element with time or means for widening the spectrum width and light source area of the laser light may be used.

以上のように、本発明の実施の形態1に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子を有するレーザ画像形成装置において、赤色(R)、緑色(G)、黄緑色(Y)、青色(B)の中心波長の異なる4色のレーザ光源(101R、101G、101Y、101B)を用いるようにし、特に、視感度の高いレーザ光源色であるGとYのレーザ光を同時に出射させて表示することができるため、視感度の高い波長域のスペックルノイズを低減することができる。   As described above, the laser image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention is a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element that performs image modulation, in which red (R), green (G), Four color laser light sources (101R, 101G, 101Y, 101B) having different center wavelengths of yellow green (Y) and blue (B) are used, and in particular, lasers of G and Y which are laser light source colors having high visual sensitivity. Since light can be emitted and displayed at the same time, speckle noise in a wavelength region with high visibility can be reduced.

また、GとYのレーザ光源(101G、101Y)の中心波長の差を2nm以上、60nm以下としたので、視感度の高い波長域のスペックルノイズを削減するとともに、色ムラのない画像を表示することができる。   In addition, since the difference between the central wavelengths of the G and Y laser light sources (101G, 101Y) is set to 2 nm or more and 60 nm or less, speckle noise in a wavelength range with high visibility is reduced and an image without color unevenness is displayed. can do.

また、GとYの両方を用いて表示することができる色再現域は、GとYの両方の出力が表示されるようにすることにより、視感度の高い波長域のスペックルノイズを低減することができる。   In addition, the color reproduction range that can be displayed using both G and Y reduces speckle noise in a wavelength range with high visibility by displaying both G and Y outputs. be able to.

また、レーザ光源の光出力変調を各色独立に制御するようにしたので、画像に応じてより細かな調整を行なうことができ、コントラストの広がった映像を提供することができる。   Further, since the light output modulation of the laser light source is controlled independently for each color, finer adjustments can be made according to the image, and an image with a wide contrast can be provided.

また、入力画像信号に応じて、単数の2次元変調素子107による画像変調と、4色のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行うようにしたので、画像の階調数とコントラストを増加させることができ、様々な映像表現を可能とすることができる。   In addition, since the image modulation by the single two-dimensional modulation element 107 and the four-color laser light output modulation are synchronized in accordance with the input image signal, the image formation is performed. It can be increased, and various video expressions can be made possible.

(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係るレーザ画像形成装置は、実施の形態1のレーザ画像形成装置において、各レーザ光源から画像変調を行う際の2次元変調素子の各色における変調時間である分割時間を変調させるようにしたものである。
(Embodiment 2)
The laser image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention uses the division time, which is the modulation time for each color of the two-dimensional modulation element, when performing image modulation from each laser light source in the laser image forming apparatus of Embodiment 1. It is to be modulated.

図4は、実施の形態2に係るレーザ画像形成装置のカラー画像形成方法のフローチャートを示す図である。本実施の形態2に係るレーザ画像形成装置の構成は実施の形態1におけるレーザ画像形成装置100と同様であるので説明を省略する。   FIG. 4 is a flowchart of the color image forming method of the laser image forming apparatus according to the second embodiment. Since the configuration of the laser image forming apparatus according to the second embodiment is the same as that of the laser image forming apparatus 100 according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

実施の形態2に係るレーザ画像形成装置では、レーザ画像形成装置に入力される入力画像信号に応じて、2次元変調素子の各色の変調動作に対する分割時間を変調する。具体的には、例えば、1フレーム1/60secとしたとき、青色(B)、緑色(G)、黄緑色(Y)、赤色(R)の各分割時間が、あるフレームAでは(B、G、Y、R)(単位sec)が(1/240、1/240、1/240、1/240)であり、別のフレームBでは(1/480、1/480、1/240、1/120)となるように制御される。同時にレーザ光出力変調では、レーザ光出射時間が2次元変調素子の画像変調の各分割時間内に収まるように変調され、同時にレーザ光強度も各色独立に変調される。   In the laser image forming apparatus according to Embodiment 2, the division time for the modulation operation of each color of the two-dimensional modulation element is modulated in accordance with an input image signal input to the laser image forming apparatus. Specifically, for example, assuming that 1 frame is 1/60 sec, each division time of blue (B), green (G), yellow green (Y), and red (R) is (B, G , Y, R) (unit: sec) is (1/240, 1/240, 1/240, 1/240), and in another frame B (1/480, 1/480, 1/240, 1 / 120). At the same time, in the laser light output modulation, the laser light emission time is modulated so as to be within each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element, and the laser light intensity is also modulated independently for each color.

本実施の形態2のレーザ画像形成装置では、入力画像信号に応じて2次元変調素子の各色のレーザ光源への分割時間を変調することが好ましい。分割時間を変調することにより、1フレーム毎に各色の階調数を変化させることができ、必要な色の階調数のみを広げることができる。例えば夕焼けのシーンでは、赤色(R)の分割時間を多くし、赤の階調数を増やし赤色の表現を細かくすることができる。   In the laser image forming apparatus according to the second embodiment, it is preferable to modulate the division time of the two-dimensional modulation element into the laser light sources of the respective colors according to the input image signal. By modulating the division time, the number of gradations of each color can be changed for each frame, and only the number of gradations of necessary colors can be increased. For example, in a sunset scene, the red (R) division time can be increased, the number of red gradations can be increased, and the red expression can be made finer.

また、入力画像信号から変換された出力画像制御信号は実施の形態1と同様、2次元変調素子の変調を行うための信号とともにレーザ光出射時間を変調するための信号を含むことが好ましい。レーザ光出射時間変調を行うことで、一定強度であってもレーザ光出力変調を行うことができる。より好ましくは、レーザ光出射時間を、2次元変調素子の画像変調の各分割時間と同期変調させる。かかる構成によれば、2次元変調素子の画像変調の各分割時間を無駄なく使用することができる。   The output image control signal converted from the input image signal preferably includes a signal for modulating the laser beam emission time together with a signal for modulating the two-dimensional modulation element, as in the first embodiment. By performing laser beam emission time modulation, laser beam output modulation can be performed even at a constant intensity. More preferably, the laser beam emission time is synchronously modulated with each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element. According to such a configuration, it is possible to use each division time for image modulation of the two-dimensional modulation element without waste.

図5は、本実施の形態2に係るレーザ画像形成装置のレーザ出射パターン構成の別の例を示す。
例えば、入力画像信号が暗いシーン場合は、図5(a)のように各色を順次出射すると共に、全色の出力を低くした期間kを設け、また、入力画像信号が明るいシーンの場合は、図5(b)のように複数色(図では4色)が同時に出射し、混色した色のパターンを出射させる期間wを設けるようにする。混色した色であるW(White)のパターンが出射されている期間は、変調素子もWに応じた画像の変調を行う。このとき入力画像信号は、R、G、Y、B、Wの5色対応へと変換して、それぞれの色の画像を形成する。複数色が出射されている期間wの表示パターンは、画素の明るさに対応するように信号を変換する。
FIG. 5 shows another example of the laser emission pattern configuration of the laser image forming apparatus according to the second embodiment.
For example, when the input image signal is a dark scene, each color is sequentially emitted as shown in FIG. 5A and a period k in which the output of all colors is lowered is provided. When the input image signal is a bright scene, As shown in FIG. 5B, a plurality of colors (four colors in the figure) are emitted simultaneously, and a period w for emitting a mixed color pattern is provided. During a period in which a mixed color W (White) pattern is emitted, the modulation element also modulates an image according to W. At this time, the input image signal is converted into five colors corresponding to R, G, Y, B, and W to form an image of each color. The display pattern of the period w in which a plurality of colors are emitted converts the signal so as to correspond to the brightness of the pixel.

本実施の形態2では、実施の形態1と同様、複数色を出射する期間に少なくともGとYの2色を同時に出射させることが好ましい。明るい画像信号が表示される画素に対し、複数色出射期間のGとYの2色の出力を確実に加えることができ、スペックルノイズの顕著な明るい画像信号が表示される画素を効率よくGとYの2色の出力を合わせた表示とし、スペックルノイズを低減させる。   In the second embodiment, as in the first embodiment, it is preferable to emit at least two colors G and Y at the same time during a period in which a plurality of colors are emitted. Outputs of two colors G and Y in a multi-color emission period can be reliably applied to a pixel displaying a bright image signal, and a pixel displaying a bright image signal with remarkable speckle noise can be efficiently converted to G. And Y and Y output are combined to reduce speckle noise.

また、本実施の形態2では、反対の色相に近い、RとGおよびYとBの組み合わせが続けて出射されることが好ましく、これにより順次出射による色のぶれが緩和される。また図6のように、GとYを続けて出射することは、スペックルノイズの低減効果が得やすくなり、好ましい形態である。具体的には、図5(a)のようにR→G→Y→B→・・・、もしくは、B→Y→G→R→・・・ とすることが好ましい。また、前記出射順の間に複数色出射もしくは出力を落す期間を設けてもよい。   Further, in the second embodiment, it is preferable that the combination of R and G and Y and B that are close to the opposite hue is emitted continuously, and thereby the color blur due to the sequential emission is reduced. Further, as shown in FIG. 6, it is preferable that G and Y are emitted continuously because a reduction effect of speckle noise is easily obtained. Specifically, it is preferable that R → G → Y → B →... Or B → Y → G → R →... As shown in FIG. Moreover, you may provide the period which cuts off multi-color emission or an output between the said emission orders.

また、本実施の形態2において、変調素子及びレーザ光源は、複数色を同時に出射している混合色に対しても、同期をとり変調を行っているため、各レーザ光源において、他のレーザ光源に同時に出射されているときの出射パワー変調を単色出射時の変調と独立に制御することで、単色のパワー変調を行いながら、同時出射している出射パワー比(混合比)を制御することができる。   Further, in the second embodiment, the modulation element and the laser light source perform modulation in synchronization with the mixed color that emits a plurality of colors at the same time. By controlling the output power modulation when the light is emitted simultaneously at the same time, the output power ratio (mixing ratio) simultaneously emitted can be controlled while performing monochromatic power modulation. it can.

図6は、複数色同時出射している時間における出射パワー変調と単色のみを出射している時間における出射パワー変調とを独立に制御した場合のレーザ光出射タイミングを表す図であり、画像の色温度を4色同時出射しているWhiteで調整している例である。   FIG. 6 is a diagram showing the laser beam emission timing in the case where the emission power modulation during the time when a plurality of colors are emitted simultaneously and the emission power modulation when only a single color is emitted are controlled independently. In this example, the temperature is adjusted by White that emits four colors simultaneously.

図6では、Redの割合を落とし、色温度をあげた画像としている。本発明では、複数色を同時に出射しているパワーの混合比を変化させることで、色温度など視聴環境および視聴者の好みによる変化に対応することができる。図6の例では、4色同時に出射する出射パワー比のみを変化させることで、RGYB単色で出射しているときのパワーはもとのまま、色温度を調整することができる。なお、本実施の形態2では、Whiteを表示する場合に出射パワー比を変化させる例について説明したが、White以外の複数色を出射する場合も同様に、視聴環境および視聴者の好みによりパワー混合比を制御することができる。   In FIG. 6, an image in which the ratio of Red is reduced and the color temperature is increased is shown. In the present invention, by changing the mixing ratio of the power for emitting a plurality of colors at the same time, it is possible to cope with changes such as the color temperature depending on the viewing environment and the viewer's preference. In the example of FIG. 6, the color temperature can be adjusted while changing the output power ratio of the four colors at the same time, while maintaining the power when the RGYB single color is emitted. In the second embodiment, the example in which the emission power ratio is changed when displaying White has been described. Similarly, when a plurality of colors other than White are emitted, power mixing is performed depending on the viewing environment and the preference of the viewer. The ratio can be controlled.

以上のような、本発明の実施の形態2に係るレーザ画像形成装置は、それぞれ1つの光インテグレータ及び2次元変調素子を有するレーザ画像形成装置において、2次元変調素子を、その画像変調を時間分割して複数の色のレーザ光源に対し用いるようにし、該時間分割された2次元変調素子の各分割時間を、入力画像信号に応じて変調するようにしたので、1フレーム毎に各色の階調数を変化させることができ、必要な色の階調数のみを広げることができる。   As described above, the laser image forming apparatus according to the second embodiment of the present invention is a laser image forming apparatus having one optical integrator and a two-dimensional modulation element. Thus, it is used for a laser light source of a plurality of colors, and each division time of the time-division two-dimensional modulation element is modulated in accordance with the input image signal. The number can be changed and only the number of gradations of necessary colors can be expanded.

また、Whiteなどの明るい画像信号が表示される画素に対し、GとYを含む4色のレーザ光源を用いて表示することにより、スペックルノイズの顕著な明るい画像信号が表示される画素を効率よくGとYの2色を合わせた表示とし、スペックルノイズを低減させることができる。   In addition, pixels that display bright image signals such as White are displayed using four-color laser light sources including G and Y, so that pixels that display bright image signals with remarkable speckle noise are efficiently displayed. It is possible to reduce the speckle noise by using a combination of G and Y.

また、複数色同時出射している時間における出射パワー変調と単色のみを出射している時間における出射パワー変調とを独立に制御するようにしたので、単色で出射しているときはもとのまま、色温度を調整することができる。   In addition, since the output power modulation during the time when multiple colors are emitted simultaneously and the output power modulation during the time when only a single color is emitted are controlled independently, it is the same when emitting in a single color. The color temperature can be adjusted.

(実施の形態3)
本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置は、それぞれ3つの光インテグレータ及び2次元変調素子を用いるレーザ画像形成装置において4色のレーザ光源を用いるものである。
(Embodiment 3)
The laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention uses four color laser light sources in a laser image forming apparatus that uses three optical integrators and two-dimensional modulation elements.

図7は本発明の実施の形態3におけるレーザ画像形成装置200の概略図である。図7において図1と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。   FIG. 7 is a schematic diagram of a laser image forming apparatus 200 according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 7, the same components as those in FIG.

実施の形態3に係るレーザ画像形成装置200は、それぞれ3つの光インテグレータ1041〜1043及び2次元変調素子1071〜1073と、4色のレーザ光源(101R、101G、101Y、101B)を有する。実施の形態3では、緑色レーザ光源101Gと黄緑色レーザ光源101Yが組となり、1組の光インテグレータ1042及び2次元変調素子1072を共有している。2次元画像変調素子1071〜1073は、透過型2次元変調素子であり、具体的には液晶素子アレイと偏光子が組み合わされた構成からなる。青色(B)と赤色(R)は、それぞれ1組の光インテグレータ1041、1043及び2次元変調素子1071、1073を有し、4色のレーザ光はスクリーン上に積分的加法混色され、視聴者は鮮やかな画像をみることができる。   The laser image forming apparatus 200 according to Embodiment 3 includes three optical integrators 1041 to 1043, two-dimensional modulation elements 1071 to 1073, and four color laser light sources (101R, 101G, 101Y, and 101B). In the third embodiment, the green laser light source 101G and the yellow-green laser light source 101Y form a set and share one set of the optical integrator 1042 and the two-dimensional modulation element 1072. The two-dimensional image modulation elements 1071 to 1073 are transmissive two-dimensional modulation elements, and specifically have a configuration in which a liquid crystal element array and a polarizer are combined. Blue (B) and red (R) each have a pair of light integrators 1041 and 1043 and two-dimensional modulation elements 1071 and 1073, and the four colors of laser light are integrated and additively mixed on the screen, Vivid images can be seen.

照明光学系102は、スペックル除去手段1031〜1033、光インテグレータ1041〜1043、投影光学系1061〜1063を含み、レーザ光源の光を整形・均一化し、2次元変調素子1071〜1073を照明する。実施の形態3では、3つの2次元変調素子1071〜1073からの光をダイクロイックプリズム109により合波し、合波した光は投射光学系108により、スクリーン10にカラー画像が拡大投射される。   The illumination optical system 102 includes speckle removing means 1031 to 1033, optical integrators 1041 to 1043, and projection optical systems 1061 to 1063, and shapes and uniforms the light of the laser light source to illuminate the two-dimensional modulation elements 1071 to 1073. In the third embodiment, the light from the three two-dimensional modulation elements 1071 to 1073 is combined by the dichroic prism 109, and the combined light causes the projection optical system 108 to enlarge and project a color image on the screen 10.

実施の形態3では、101Bに中心波長455nmの半導体レーザ、101Gに中心波長515nmの波長変換レーザ、101Yに532nmの波長変換レーザ、101Rに中心波長635nmの半導体レーザを用いている。実施の形態3の色表示範囲を図2(a)に示す。本実施の形態3においては、実施の形態1の色表示範囲(図2(a)に示す太い実線)と同様に、sRGB規格範囲(細い実線)よりも非常に広い範囲(二点鎖線)の色表示ができる。また、実施の形態1と同様、GとYのレーザ光原色を重ねることにより、スペックルノイズの低減ができる。   In the third embodiment, a semiconductor laser with a central wavelength of 455 nm is used as 101B, a wavelength conversion laser with a central wavelength of 515 nm is used as 101G, a wavelength conversion laser with 532 nm is used as 101Y, and a semiconductor laser with a central wavelength of 635 nm is used as 101R. The color display range of the third embodiment is shown in FIG. In the third embodiment, like the color display range of the first embodiment (thick solid line shown in FIG. 2 (a)), a range (two-dot chain line) that is much wider than the sRGB standard range (thin solid line). Color display is possible. Similarly to the first embodiment, speckle noise can be reduced by superimposing the G and Y laser light primaries.

また、本実施の形態3において、緑色(G)と黄緑色(Y)の画像変調は、2次元変調素子1072を共有し、例えば、以下のa)、b)の第1、第2の変調方法を用いる。なお、レーザ画像形成装置に入力される入力画像信号は、実施の形態1と同様、4色の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号に変換されている。   In the third embodiment, the green (G) and yellow-green (Y) image modulations share the two-dimensional modulation element 1072, for example, the following first and second modulations a) and b). Use the method. The input image signal input to the laser image forming apparatus is converted into an output image control signal for controlling the output of each of the four color signals, as in the first embodiment.

a)第1の変調方法   a) First modulation method

2次元変調素子の画像変調パターンが、GとYに対し同じパターンとなっており、GとYの合計のレーザ光出力に対し、一つの画像変調パターンを与える。   The image modulation pattern of the two-dimensional modulation element is the same pattern for G and Y, and one image modulation pattern is given to the total laser light output of G and Y.

図8にGとYのレーザ光出力の例を示す。図8では、一つの画像変調パターンの期間中に、GとYの合計光が変調素子を照明している。   FIG. 8 shows an example of G and Y laser beam outputs. In FIG. 8, during the period of one image modulation pattern, the total light of G and Y illuminates the modulation element.

まず、図8(a)は、1つの画像変調パターンを照明するGとYの出力及び比率の制御をレーザ出射パワーの比率で制御した例を示す図である。図8(a)の例は、GとYのレーザ出射パワー比率および出力が画像変調パターン毎に変化しており、画像信号や表示モードなどにあわせて、変調素子を照明する出力と色を変化させることで、広範囲の色表示と高コントラスト・多階調を可能とする好ましい変調方法である。明るい画像信号に対しては、GとYの出力が高く与えられるとともに、GとYの輝度がほぼ同じくなるように変調素子を照明する。このような変調方法を用いることにより、表示される明るい画素に対して、表示されるGとYの輝度比をほぼ同じくすることができ、スペックルノイズを低減できる。   First, FIG. 8A is a diagram showing an example of controlling the output and ratio of G and Y that illuminate one image modulation pattern by the ratio of the laser emission power. In the example of FIG. 8 (a), the G and Y laser emission power ratio and output change for each image modulation pattern, and the output and color for illuminating the modulation element change according to the image signal, display mode, etc. This is a preferable modulation method that enables a wide range of color display, high contrast, and multiple gradations. For bright image signals, the outputs of G and Y are given high, and the modulation element is illuminated so that the luminances of G and Y are substantially the same. By using such a modulation method, the luminance ratio of G and Y to be displayed can be made substantially the same for bright pixels to be displayed, and speckle noise can be reduced.

図8(b)は、1つの画像変調パターンを照明するGとYの出力および比率の制御を、レーザ光出射のパルス時間幅で制御した例を示す図である。図8(b)の例は、明るい画像信号では、1画像変調パターン内の平均出力を高めるため、1画像変調パターン内のGとYの出射時間割合を大きくするとともに、GとYの1画像変調パターン内の輝度がほぼ同じくなるように、レーザ光出射パワーを制御する。   FIG. 8B is a diagram showing an example in which the output and ratio of G and Y that illuminate one image modulation pattern are controlled by the pulse time width of laser light emission. In the example of FIG. 8B, in the case of a bright image signal, in order to increase the average output in one image modulation pattern, the emission time ratio of G and Y in one image modulation pattern is increased and one image of G and Y is increased. The laser beam emission power is controlled so that the luminance in the modulation pattern is substantially the same.

このように、図8(a)、(b)に示す第1の変調方法は、画像変調素子の1つの画像変調パターンをGとYの合計出力光で照明することで、明るい画素に対し、好ましいGとYの輝度比率で表示させることができる好ましい変調方法である。   As described above, the first modulation method shown in FIGS. 8A and 8B illuminates one image modulation pattern of the image modulation element with the total output light of G and Y. This is a preferable modulation method capable of displaying with a preferable luminance ratio of G and Y.

GとYの出力画像制御信号は、同じ2次元変調素子の変調信号と、各々のレーザ光出力信号とを含む。   The output image control signals for G and Y include the modulation signal of the same two-dimensional modulation element and the respective laser beam output signals.

なお、図8(a)、(b)では、入力画像信号などによって、GとYの出力および比率を変調素子の1パターン毎に変化させる例を示したが、表示モードの切り換え時などにGとYの出力や比率を変化させてもよいし、常にGとYの出力や比率を一定とさせてもよい。GとYの出力や比率を一定とさせる場合は、GとYのレーザ光出力信号は、同一としてもよい。   FIGS. 8A and 8B show an example in which the output and ratio of G and Y are changed for each pattern of the modulation element by an input image signal or the like. The output and ratio of Y and Y may be changed, or the output and ratio of G and Y may always be constant. When the output and ratio of G and Y are constant, the G and Y laser light output signals may be the same.

b)第2の変調方法   b) Second modulation method

2次元変調素子の画像変調を、実施の形態1、2と同様にGとYで時間分割して用い、2色を変調する。GとYの出力画像制御信号は、それぞれの2次元変調素子の変調信号とレーザ光出力変調信号とを含み、2次元変調素子において時間分割された画像変調のタイミングと同期して、GとYのレーザ光が出射される。レーザ光出力変調は、レーザ光強度と出射時間のどちらかを変調しても良いし、両方を変調してもよい。レーザ出射時間を変調するとき、2次元変調素子の画像変調の各分割時間を同期させて変調させてもよい。これにより、フレーム内でも広範囲の色表示が可能となり、より好ましい変調方法とすることができる。   The image modulation of the two-dimensional modulation element is time-divided by G and Y as in the first and second embodiments, and two colors are modulated. The G and Y output image control signals include the modulation signals of the respective two-dimensional modulation elements and the laser light output modulation signals, and are synchronized with the timing of image modulation time-divided in the two-dimensional modulation elements. Laser beam is emitted. Laser light output modulation may modulate either the laser light intensity or the emission time, or both. When modulating the laser emission time, each division time of image modulation of the two-dimensional modulation element may be synchronized and modulated. Thereby, a wide range of color display is possible even within a frame, and a more preferable modulation method can be obtained.

図9は、2次元変調素子の分割タイミングを同じとしたまま、レーザ光の出射時間を変調させるようにしたときの例を示す図である。2次元画像変調素子の画像変調パターンがG対応のパターンのとき、Yのレーザ光を出射して、2次元変調素子を照明する。同様に、画像変調パターンがY対応のパターンであるときにGのレーザ光を出射して、2次元変調素子を照明する。図9の例は、GとYのいずれかの変調パターンの時に、YとGの出力が加えられることにより、表示する画素にGとYのレーザ光を同時に出力できる好ましい変調方法である。また、第2の変調方法では、入力画像信号により、GとYのいずれかの変調パターン時に加えるレーザ光の出射時間を変化させて、レーザ光出力を制御する。このとき、明るいシーンでは、加えるレーザ光出力を多くすることで、画面で表示させる輝度が最大輝度となるよう補償するとともに、明るい画素では常にG+Yのレーザ光の出力が加わるようにでき、スペックルノイズの低減ができる。   FIG. 9 is a diagram showing an example when the laser beam emission time is modulated while the division timing of the two-dimensional modulation element is kept the same. When the image modulation pattern of the two-dimensional image modulation element is a G-compatible pattern, Y laser light is emitted to illuminate the two-dimensional modulation element. Similarly, when the image modulation pattern is a Y-corresponding pattern, G laser light is emitted to illuminate the two-dimensional modulation element. The example of FIG. 9 is a preferable modulation method that can output G and Y laser beams simultaneously to pixels to be displayed by adding Y and G outputs in the case of either G or Y modulation patterns. Further, in the second modulation method, the laser light output is controlled by changing the emission time of the laser light applied in the modulation pattern of either G or Y according to the input image signal. At this time, in a bright scene, by adding more laser light output, it is possible to compensate for the brightness displayed on the screen to be the maximum brightness, and it is possible to always add G + Y laser light output to bright pixels. Noise can be reduced.

なお、第2の変調方法では、入力画像信号および表示させるモードによって、GとYのいずれかのパターンに加えるレーザ光出力を変化させているが、このそれぞれのパターンに加えるレーザ光出力を一定としてもよい。   In the second modulation method, the laser light output applied to any one of the G and Y patterns is changed depending on the input image signal and the display mode, but the laser light output applied to each of these patterns is constant. Also good.

なお、本実施の形態3に係るレーザ画像形成装置では、緑色(G)と黄緑色(Y)については、2次元変調素子1072を共有しているが、赤色(R)と青色(B)については、各色独立に2次元変調素子の変調とレーザ光出力変調を制御する。   In the laser image forming apparatus according to the third embodiment, green (G) and yellow green (Y) share the two-dimensional modulation element 1072, but red (R) and blue (B). Controls the modulation of the two-dimensional modulation element and the laser light output modulation independently for each color.

また、実施の形態1のカラー画像形成方法と同様に、入力画像信号に応じて、3つの2次元変調素子による画像変調と4色のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行ってもよい。かかる方法とすることで、実施の形態1と同様、色表示範囲が広く、鮮やかでかつ大きなコントラストのカラー画像を得ることができる。   Similarly to the color image forming method of the first embodiment, the image modulation by the three two-dimensional modulation elements and the four-color laser light output modulation may be synchronized in accordance with the input image signal to perform image formation. Good. By adopting such a method, a color image having a wide color display range, a vivid color and a large contrast can be obtained as in the first embodiment.

以上のように、本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置では、GとYのレーザ光源を、それぞれ1つの光インテグレータ1042及び2次元変調素子1072を共有して用いることにより、それぞれ3つの変調素子1071〜1073、及び光インテグレータ1041〜1043を有する構成においても、4色のレーザ光を使用することが可能となり、視感度の高いスペックルノイズを低減することができ、色表示範囲が大きく、奥深い映像表現ができる。   As described above, in the laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, each of the G and Y laser light sources is shared by using one optical integrator 1042 and two-dimensional modulation element 1072, respectively. Even in a configuration having two modulation elements 1071 to 1073 and optical integrators 1041 to 1043, it becomes possible to use four colors of laser light, and speckle noise with high visibility can be reduced, and the color display range can be reduced. Large and profound visual expression.

(実施の形態4)
本発明の実施の形態4に係るレーザ画像形成装置は、実施の形態2のレーザ画像形成装置において、画像の明るさや色の変化を補償するために、レーザ光源モニタの出力及び/または表示モードに応じて、レーザ光の出射時間、及び2次元変調素子の画像変調の各分割時間を制御するものである。
(Embodiment 4)
In the laser image forming apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, in the laser image forming apparatus according to the second embodiment, the output of the laser light source monitor and / or the display mode is used in order to compensate for changes in image brightness and color. Accordingly, the laser beam emission time and the image modulation division time of the two-dimensional modulation element are controlled.

図10(a)は、Redレーザ光源101Rの光源モニタからの信号に応じて出射時間を制御した例を示す。レーザ光源モニタは、レーザ光出力と出射波長などをモニタしている。レーザ画像形成装置のRedレーザ光源101Rには、回折格子と2分割フォトディテクタを用いたパワーと波長のモニタ(図示せず)が設置されている。図10(a)では、温度変化によりRedレーザ光源101Rの波長が長波長側にシフトしたことがレーザ光源モニタによりモニタされ、これに応じて初期設定に対し出射時間の制御を行い、画像の色と明るさの変化を補償している。Redレーザ光源101Rの出射波長が長波長にシフトすることによる視感度と色度座標の変化をR単色の出射時間と複数色の同時出射時間を制御することにより補償している。なお、2次元変調素子の画像変調の各分割時間は、レーザ光源モニタに応じて出射時間制御後のレーザ光出力と同期させるように変調させるとよい。   FIG. 10A shows an example in which the emission time is controlled in accordance with a signal from the light source monitor of the Red laser light source 101R. The laser light source monitor monitors the laser light output and the emission wavelength. The Red laser light source 101R of the laser image forming apparatus is provided with a power and wavelength monitor (not shown) using a diffraction grating and a two-divided photodetector. In FIG. 10A, it is monitored by the laser light source monitor that the wavelength of the Red laser light source 101R has shifted to the long wavelength side due to a temperature change, and in accordance with this, the emission time is controlled for the initial setting, and the color of the image Compensates for changes in brightness. The change in the visibility and chromaticity coordinates due to the shift of the emission wavelength of the Red laser light source 101R to a long wavelength is compensated by controlling the emission time of R single color and the simultaneous emission time of plural colors. Note that each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element may be modulated so as to be synchronized with the laser light output after the emission time control according to the laser light source monitor.

図10(b)は、白色輝度を優先して表示するモードに設定した場合の出射時間制御の例である。設定された表示モードに応じて、複数色を同時出射する時間を増やし、同じレーザ光源のピークパワーを用いても、白色輝度を明るく表示することができる。図10(b)の例では、白色輝度を初期に比べ10%明るく表示することができる。また図10(b)の制御と同様に、複数色の同時出射時間を増やすことにより、同じ白色輝度であっても、レーザ光源のピークパワーを抑え、レーザ光源の寿命信頼性を優先させるモードなどを選択することもできる。なお、2次元変調素子の画像変調の各分割時間は、設定する表示モードに応じて出射時間制御後のレーザ光出力と同期させるように変調させるとよい。   FIG. 10B shows an example of the emission time control when the display mode is set so that white luminance is given priority. Depending on the set display mode, it is possible to display white brightness brightly even if the time for simultaneously emitting a plurality of colors is increased and the peak power of the same laser light source is used. In the example of FIG. 10B, the white luminance can be displayed 10% brighter than the initial brightness. Similarly to the control of FIG. 10B, by increasing the simultaneous emission time of a plurality of colors, even with the same white luminance, the peak power of the laser light source is suppressed, and the lifetime reliability of the laser light source is prioritized. Can also be selected. Each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element may be modulated so as to be synchronized with the laser light output after the emission time control according to the display mode to be set.

また、レーザ光源モニタにより、各色レーザ光源のいずれかの光源のパワーが劣化していることが検出された場合、前記と同様に出射時間を制御することにより明るさと色を補償することができる。また、全色のレーザ光源のパワー劣化がレーザ光源モニタにより検出された場合も同じく、同時出射する時間幅を増やすことにより明るさを補償することができる。   Further, when the laser light source monitor detects that the power of any one of the laser light sources of each color is deteriorated, the brightness and color can be compensated by controlling the emission time in the same manner as described above. Similarly, when the power deterioration of the laser light sources of all colors is detected by the laser light source monitor, the brightness can be compensated by increasing the time width for simultaneous emission.

以上のように、本発明の実施の形態4に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源モニタ及び/または表示モードに応じて、レーザ光源が単色および複数色で順次出射する出射時間、及び2次元変調素子の画像変調の各分割時間を制御することにより、画像の明るさや色の調整を行なうことができ、画像の明るさや色が変化した場合の補償をすることができる。   As described above, in the laser image forming apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, the laser light source sequentially emits monochromatic and plural colors according to the laser light source monitor and / or display mode, and two-dimensional modulation. By controlling each division time of the image modulation of the element, it is possible to adjust the brightness and color of the image, and to compensate when the brightness and color of the image change.

また、本発明では、RGYB単色のみならず、複数色が同時に出射される混合色についても調整することにより、より細かく調整することができる。   In the present invention, not only a single RGYB color but also a mixed color in which a plurality of colors are emitted simultaneously can be adjusted to make finer adjustments.

また本実施の形態4では、レーザ光源モニタによりパワーや波長を検出し、波長が変化した場合の補償を無理なレーザ出力アップなどを伴わずに調整することができる。   In the fourth embodiment, power and wavelength are detected by a laser light source monitor, and compensation when the wavelength is changed can be adjusted without forcibly increasing the laser output.

また順次出射する出射時間を制御することにより、視聴者が好ましい画質の画像を提供することができる。   In addition, by controlling the emission time of sequential emission, a viewer can provide an image with favorable image quality.

(実施の形態5)
本発明の実施の形態5に係るレーザ画像形成装置は、実施の形態1ないし4のレーザ画像形成装置において、視聴環境の変化による色の彩度の低下を防ぐために、視聴環境に応じて、色表示範囲を制御するものである。
(Embodiment 5)
In the laser image forming apparatus according to Embodiment 5 of the present invention, in the laser image forming apparatuses of Embodiments 1 to 4, in order to prevent a decrease in color saturation due to a change in viewing environment, a color is changed according to the viewing environment. The display range is controlled.

RGYB4色のレーザ光源と変調素子を有するレーザ画像形成装置の視聴環境に応じた色調整方法を、実施の形態1のレーザ画像形成装置100を用いて説明する。レーザ画像形成装置100は、図2のCIExy色度図の色表示可能範囲に示すように、RGYBの四角形(太い実線)の内側の色を表示することができる。   A color adjustment method according to the viewing environment of a laser image forming apparatus having RGYB four-color laser light sources and modulation elements will be described using the laser image forming apparatus 100 of the first embodiment. The laser image forming apparatus 100 can display the color inside the RGYB square (thick solid line) as shown in the color displayable range of the CIExy chromaticity diagram of FIG.

sRGB規格の入力画像信号を通常表示する場合は、sRGBの基準色度に準じて色表示を行う。図11にこのときの色表示例を示す。   When the sRGB standard input image signal is normally displayed, color display is performed according to the sRGB standard chromaticity. FIG. 11 shows an example of color display at this time.

図11において、sRGB準拠表示(細い実線)のとき、sRGBの基準色度に準じ、sRGBの色再現範囲(細い破線)を包括する範囲で、色相などが入力信号とずれない範囲で表示を行う。sRGB準拠表示の場合、レーザの色表示可能範囲を生かすように、色相がずれない範囲で色の彩度を従来のディスプレイよりも高く表示するようにしても構わない。   In FIG. 11, in the case of sRGB compliant display (thin solid line), display is performed in a range that includes the sRGB color reproduction range (thin broken line) in accordance with the sRGB reference chromaticity and in which the hue and the like do not deviate from the input signal. . In the case of sRGB compliant display, the color saturation may be displayed higher than that of the conventional display within a range in which the hue does not deviate so as to make use of the laser color display possible range.

本実施の形態5のレーザ画像形成装置は、視聴環境により色度座標における色表示範囲を制御することを特徴としている。すなわち、前記通常表示に対して視聴環境が変化し明るくなった場合、視聴者には照明光が目に入るため、従来と同じ画像の表示を行うと、色の彩度が低下して見える。本実施の形態5では、視聴環境が明るくなった場合、色表示範囲を制御し、通常よりも大きくする。つまり、照明光などにより色の彩度が低下して見える場合、図11に示すように、色表示範囲を、表示可能範囲(太い破線)に準じる範囲とする。例えば、sRGB規格の入力画像信号を表示するとき、視聴環境に応じて、sRGB準拠表示から視聴環境対応表示へと制御することができる。この制御により、たとえ視聴環境が変化し、明るい照明光が視聴者の目にはいるような場合でも、彩度の高い色を表示することができる。本発明のレーザ画像形成装置は、レーザ光源の単色性を有するため、極めて彩度の高い色の表示ができる。同じ入力画像信号であっても、単色性を利用した彩度の高い色の表示とすることにより、色コントラストの低下を補償することができる。   The laser image forming apparatus according to the fifth embodiment is characterized in that the color display range in the chromaticity coordinates is controlled according to the viewing environment. That is, when the viewing environment changes and becomes brighter than the normal display, the viewer sees the illumination light. Therefore, when the same image is displayed as before, the color saturation appears to be lowered. In the fifth embodiment, when the viewing environment becomes bright, the color display range is controlled to be larger than normal. That is, when the color saturation appears to be lowered due to illumination light or the like, as shown in FIG. 11, the color display range is set to a range according to the displayable range (thick broken line). For example, when displaying an input image signal of the sRGB standard, the display can be controlled from the sRGB compliant display to the viewing environment compatible display according to the viewing environment. With this control, even when the viewing environment changes and bright illumination light is in the viewer's eyes, a highly saturated color can be displayed. Since the laser image forming apparatus of the present invention has the monochromaticity of the laser light source, it can display a highly saturated color. Even for the same input image signal, a reduction in color contrast can be compensated by displaying a highly saturated color utilizing monochromaticity.

なお、表示する画像の色度の変更は、入力画像信号を変調素子とレーザ光源パワーとを制御する出力画像制御信号に変換するときに処理することができる。視聴環境の変化は、レーザ画像形成装置の表示面などに視聴環境モニタ(図示せず)を設け、検出信号により制御してもよいし、視聴者が随時設定を行ってもよい。   Note that the change in chromaticity of an image to be displayed can be processed when the input image signal is converted into an output image control signal for controlling the modulation element and the laser light source power. Changes in the viewing environment may be controlled by a viewing environment monitor (not shown) provided on the display surface of the laser image forming apparatus and the like, or may be set by the viewer as needed.

また、本発明のレーザ画像形成装置は、視聴環境による色表示範囲の変化に対し、レーザ光源のパワー制御を伴うことが好ましい。例えば、照明光が非常に明るい状況の場合、レーザ光源のパワーを通常よりも上昇させることにより、色コントラストの低下を更に抑えることができる。また照明光が白色光でなく、色がついた照明であっても、本発明のレーザ画像形成装置はRGYBの独立なレーザ光源を有するため、特定色のみのレーザ光源を制御し、あらゆる色の色コントラストの低下を抑えることができる。なお視聴環境が暗くなった場合、レーザ光源のパワーを抑え、視聴者が感じる色を一定としながら、省電力を可能とすることもできる。   Further, the laser image forming apparatus of the present invention is preferably accompanied by power control of the laser light source with respect to a change in the color display range depending on the viewing environment. For example, when the illumination light is very bright, it is possible to further suppress a decrease in color contrast by increasing the power of the laser light source more than usual. Even if the illumination light is not white light but colored illumination, the laser image forming apparatus of the present invention has an independent laser light source of RGYB. A decrease in color contrast can be suppressed. When the viewing environment becomes dark, the power of the laser light source can be suppressed, and the power can be saved while keeping the color perceived by the viewer constant.

以上のような、本発明の実施の形態5に係るレーザ画像形成装置は、視聴環境が変化し明るくなることにより、色の彩度が低下して見える場合、色表示範囲を通常表示のsRGB準拠表示から視聴環境対応表示に制御することにより、視聴環境の変化による色の彩度の低下を防ぐことができる。   As described above, the laser image forming apparatus according to the fifth embodiment of the present invention is sRGB compliant with the normal display in the color display range when the viewing environment changes and becomes brighter and the color saturation appears to decrease. By controlling the display to display corresponding to the viewing environment, it is possible to prevent a decrease in color saturation due to a change in the viewing environment.

なお、本実施の形態5では、実施の形態1のレーザ画像形成装置100を例に説明したが、実施の形態3のレーザ画像形成装置200においても同様に視聴環境に応じて色表示範囲を制御することができるのはいうまでもない。   Although the laser image forming apparatus 100 according to the first embodiment has been described as an example in the fifth embodiment, the color display range is similarly controlled in the laser image forming apparatus 200 according to the third embodiment according to the viewing environment. Needless to say, you can.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置において、入力画像信号や視聴環境によりレーザ光源の出射パワーを変調するとき、レーザ冷却温度も同時に制御することが好ましい。特にレーザ光源パワーを連続して高パワーで出射する場合、冷却温度を下げるように制御する。レーザ光源の出射パワー変調制御にあわせて、冷却温度を制御することにより、レーザ光源の高信頼性を確保することができ、また高効率にレーザ光を出力することができる。また、レーザ光源出力を抑えた画像表示の場合、冷却温度を通常よりも上げることにより、冷却電力を抑え、更なる省電力化を行うこともできる。   In the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention, it is preferable to simultaneously control the laser cooling temperature when the emission power of the laser light source is modulated by the input image signal or the viewing environment. In particular, when the laser light source power is continuously emitted at a high power, the cooling temperature is controlled to be lowered. By controlling the cooling temperature in accordance with the emission power modulation control of the laser light source, high reliability of the laser light source can be ensured and laser light can be output with high efficiency. Further, in the case of image display in which the laser light source output is suppressed, the cooling power can be suppressed by further increasing the cooling temperature, thereby further saving power.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置におけるレーザ光源には、半導体レーザ、波長変換レーザ、固体レーザ、気体レーザなどのレーザ発振する光源を用いることができる。また1色のレーザ光源を複数のレーザから構成してもよい。   Further, as the laser light source in the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention, a laser light source such as a semiconductor laser, a wavelength conversion laser, a solid laser, or a gas laser can be used. Moreover, you may comprise the laser light source of 1 color from several lasers.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置は、レーザ光源の単色性を利用しているため、例えば1色のレーザ光源を同色の複数のレーザから構成した場合も含め、単色性を有することが好ましい。同色のレーザ光源が複数のレーザから構成された場合を含め、RGYB4色のレーザ光源の各色のスペクトル半値全幅が10nm未満であることが好ましい。半値全幅を10nm未満とすることで、従来の光源に対して単色性(スペクトル幅が狭い)利点を十分に生かし、本発明のレーザ画像形成装置に用いることができる。より好ましくは、RGYB4色のレーザ光源のスペクトル半値全幅が5nm未満であることが好ましい。5nm未満であれば、各色の色度管理をより容易に行うことができる。   In addition, since the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention utilize the monochromaticity of the laser light source, for example, including a case where a single color laser light source is composed of a plurality of lasers of the same color, It is preferable to have monochromaticity. Including the case where the laser light source of the same color is composed of a plurality of lasers, the full width at half maximum of each color of the RGYB four-color laser light source is preferably less than 10 nm. By setting the full width at half maximum to less than 10 nm, the advantage of monochromaticity (narrow spectrum width) can be fully utilized with respect to a conventional light source, and the laser image forming apparatus of the present invention can be used. More preferably, the full width at half maximum of the spectrum of the RGYB four-color laser light source is less than 5 nm. If it is less than 5 nm, chromaticity management of each color can be performed more easily.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置における変調素子の像を投射する投射光学系およびスクリーンは、特に実施の形態に限定されず、変調素子像を視聴者が観察できれば良い。スクリーンを反射型としてフロントプロジェクションタイプとしても良いし、透過型としてリアプロジェクションタイプとしてもよい。また投射光学系がなく変調素子が表示面となる液晶ディスプレイの形態とすることもできる。   In addition, the projection optical system and the screen for projecting the image of the modulation element in the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention are not particularly limited to the embodiment, so long as the viewer can observe the modulation element image. good. The screen may be a reflection type, a front projection type, or a transmission type, a rear projection type. Further, it may be in the form of a liquid crystal display without a projection optical system and having a modulation element as a display surface.

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置では、中心波長の異なる4色のレーザ光源を用いていたが、本発明は特にこれに限定されず5色以上用いることができる。   In the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention, four color laser light sources having different center wavelengths are used. However, the present invention is not particularly limited to this, and five or more colors can be used. .

また、本発明の実施の形態1〜5に係るレーザ画像形成装置では、中心波長の異なる4色のレーザ光源を用いていたが、実施の形態1及び2における2次元空間変調素子及び/または各レーザ光源の変調制御、及び実施の形態4,5については、3色のレーザ光源を用いたレーザ画像形成装置においても応用可能である。   Further, in the laser image forming apparatuses according to Embodiments 1 to 5 of the present invention, the four-color laser light sources having different center wavelengths are used, but the two-dimensional spatial modulation elements and / or the respective elements in Embodiments 1 and 2 are used. The modulation control of the laser light source and the fourth and fifth embodiments can be applied to a laser image forming apparatus using three color laser light sources.

本発明のレーザ画像形成装置およびカラー画像形成方法は、動画や静止画など画像形成装置および方法として使用することができる。   The laser image forming apparatus and the color image forming method of the present invention can be used as an image forming apparatus and method for moving images and still images.

図1は、本発明の実施の形態1におけるレーザ画像形成装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a laser image forming apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態の色表示範囲を表す色度図である。FIG. 2 is a chromaticity diagram showing the color display range according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態1の画像形成方法を表すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing the image forming method according to the first embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態2の画像形成方法を表すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an image forming method according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の実施の形態2に係るレーザ画像形成装置のレーザ光出射タイミングを表す図である。FIG. 5 is a diagram showing the laser beam emission timing of the laser image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 図6は、本発明の実施の形態2に係るレーザ画像形成装置において、複数色同時出射している時間における出射パワー変調と単色のみを出射している時間における出射パワー変調とを独立に制御した場合のレーザ光出射タイミングを表す図である。FIG. 6 shows the laser image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention, in which the output power modulation during the time when multiple colors are emitted simultaneously and the output power modulation during the time when only one color is emitted are controlled independently. It is a figure showing the laser beam emission timing in the case. 図7は、本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置の概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 図8は、本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置におけるGとYのレーザ光出力を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing G and Y laser beam outputs in the laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 図9は、本発明の実施の形態3に係るレーザ画像形成装置においてレーザ光の出射時間を変調した例を表す図である。FIG. 9 is a diagram showing an example in which the laser beam emission time is modulated in the laser image forming apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 図10は、本発明のレーザ画像形成装置におけるレーザ光出射時間制御を表す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating laser light emission time control in the laser image forming apparatus of the present invention. 図11は、本発明のレーザ画像形成装置における色表示範囲を表す色度図である。FIG. 11 is a chromaticity diagram showing a color display range in the laser image forming apparatus of the present invention. 図12は、従来のレーザ画像形成装置の概略図である。FIG. 12 is a schematic view of a conventional laser image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

100、200 レーザ画像形成装置
101B 青色レーザ光源
101G 緑色レーザ光源
101Y 黄緑色レーザ光源
101R 赤色レーザ光源
102 照明光学系
103、1031〜1033 スペックルノイズ除去手段
104、1041〜1043 光インテグレータ
106、1061〜1063 投影光学系
107、1071〜1073 2次元変調素子
108 投射光学系
109 ダイクロイックプリズム
10 スクリーン
121 ダイクロイックミラー
122 レンズ
1061a、1063a ミラー
1061b、1062、1063b フィールドレンズ
300 レーザ画像形成装置
1R 赤色レーザ光源
1G 緑色レーザ光源
1B 青色レーザ光源
2 照明光学系
3 スペックル除去手段
4 光インテグレータ
6 投影光学系
61 ミラー
62 フィールドレンズ
71 2次元変調素子
8 投射光学系
9 ダイクロイックプリズム
10 スクリーン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 Laser image forming apparatus 101B Blue laser light source 101G Green laser light source 101Y Yellow green laser light source 101R Red laser light source 102 Illumination optical system 103, 1031-1033 Speckle noise removal means 104, 1041-1043 Optical integrator 106, 1061-1063 Projection optical system 107, 1071 to 1073 Two-dimensional modulation element 108 Projection optical system 109 Dichroic prism 10 Screen 121 Dichroic mirror 122 Lens 1061a, 1063a Mirror 1061b, 1062, 1063b Field lens 300 Laser image forming apparatus 1R Red laser light source 1G Green laser light source 1B Blue laser light source 2 Illumination optical system 3 Speckle removal means 4 Optical integrator 6 Projection optical system 61 Mirror 62 Field lens 71 Two-dimensional modulation element 8 Projection optical system 9 Dichroic prism 10 Screen

Claims (21)

レーザ光源と、画像変調を行う2次元変調素子とを有するレーザ画像形成装置において、
中心波長の異なる4色以上のレーザ光源を有する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
In a laser image forming apparatus having a laser light source and a two-dimensional modulation element that performs image modulation,
Having four or more laser light sources with different central wavelengths,
A laser image forming apparatus.
請求項1記載のレーザ画像形成装置において、
前記レーザ光源の中心波長が、
430〜475nmであるB、480〜560nmであるGとY、及び610〜680nmであるR、
の4色BGYRのレーザ光源を有する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 1.
The center wavelength of the laser light source is
B which is 430 to 475 nm, G and Y which are 480 to 560 nm, and R which is 610 to 680 nm,
Having a four-color BGYR laser light source,
A laser image forming apparatus.
請求項2記載のレーザ画像形成装置において、
前記GとYのレーザ光源の少なくとも一方は、波長変換レーザである、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 2.
At least one of the G and Y laser light sources is a wavelength conversion laser.
A laser image forming apparatus.
請求項3記載のレーザ画像形成装置において、
前記GとYのレーザ光源の中心波長の差が、2nm以上、60nm以下である、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 3.
The difference between the center wavelengths of the G and Y laser light sources is 2 nm or more and 60 nm or less.
A laser image forming apparatus.
請求項2記載のレーザ画像形成装置において、
前記4色BGYRのレーザ光源のうち、前記GとYの中心波長が、G:480〜520nm、Y:520〜560nmである、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 2.
Among the four-color BGYR laser light sources, the center wavelengths of G and Y are G: 480 to 520 nm, Y: 520 to 560 nm,
A laser image forming apparatus.
請求項2記載のレーザ画像形成装置において、
前記G及びYの両方を用いて表示可能な色再現域は、前記G及びYの両方のレーザ光源からレーザ光を出射する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 2.
The color gamut that can be displayed using both G and Y emits laser light from both the G and Y laser light sources.
A laser image forming apparatus.
請求項1記載のレーザ画像形成装置において、
該画像形成装置に入力される入力画像信号を、4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号に変換する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 1.
Converting an input image signal input to the image forming apparatus into an output image control signal for controlling the output of each color signal of four or more colors;
A laser image forming apparatus.
請求項1記載のレーザ画像形成装置において、
前記4色以上のレーザ光源から出力されるレーザ光の変調を、各色独立に制御する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 1.
The modulation of laser light output from the laser light sources of four or more colors is controlled independently for each color;
A laser image forming apparatus.
請求項8記載のレーザ画像形成装置において、
該画像形成装置に入力される入力画像信号、及び/または視聴環境に応じて、各色のレーザ光源の出射パワー変調を独立に制御する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 8.
Independently controlling the emission power modulation of the laser light source of each color according to the input image signal and / or viewing environment input to the image forming apparatus,
A laser image forming apparatus.
請求項1または8記載のレーザ画像形成装置において、
該レーザ画像形成装置は、
前記2次元変調素子を1つとし、該1つの2次元変調素子を、前記4色以上の各レーザ光源よりの各レーザ光に対し前記2次元変調素子の画像変調を時間分割して用いる、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 1 or 8,
The laser image forming apparatus comprises:
The two-dimensional modulation element is used as one, and the two-dimensional modulation element is used by dividing the image modulation of the two-dimensional modulation element with respect to each laser beam from each of the four or more color laser light sources.
A laser image forming apparatus.
請求項10記載のレーザ画像形成装置において、
前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、入力画像信号に応じて変調する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 10.
Modulating each division time of image modulation of the two-dimensional modulation element according to an input image signal;
A laser image forming apparatus.
請求項10記載のレーザ画像形成装置において、
前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間を、レーザ光源から出射されたレーザ光をモニタするレーザ光源モニタの出力及び/または設定する表示モードに応じて変調する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 10.
Modulating each division time of image modulation of the two-dimensional modulation element according to an output of a laser light source monitor for monitoring laser light emitted from a laser light source and / or a display mode to be set;
A laser image forming apparatus.
請求項8または10記載のレーザ画像形成装置において、
入力画像信号から変換された4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号は、少なくとも2次元変調素子の変調信号と、レーザ光強度の変調信号とを含む、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 8 or 10,
The output image control signal for controlling the output of each of the four or more color signals converted from the input image signal includes at least a modulation signal of a two-dimensional modulation element and a modulation signal of laser light intensity.
A laser image forming apparatus.
請求項8または10記載のレーザ画像形成装置において、
入力画像信号から変換された4色以上の各色信号の出力を制御する出力画像制御信号は、少なくとも2次元変調素子の変調信号と、レーザ光出射時間の変調信号とを含む、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 8 or 10,
The output image control signal for controlling the output of each of the four or more color signals converted from the input image signal includes at least a modulation signal of the two-dimensional modulation element and a modulation signal of the laser beam emission time.
A laser image forming apparatus.
請求項14記載のレーザ画像形成装置において、
前記レーザ光出射時間を、前記入力画像信号に応じて、前記2次元変調素子の画像変調の各分割時間の変調と同期変調する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 14.
The laser light emission time is synchronously modulated with the modulation of each division time of the image modulation of the two-dimensional modulation element according to the input image signal.
A laser image forming apparatus.
請求項1記載のレーザ画像形成装置において、
前記4色以上のレーザ光源は、複数色のレーザ光源が前記2次元変調素子に対して同時にレーザ光を出射する時間を有する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 1.
The laser light sources of four or more colors have a time for laser beams of a plurality of colors to emit laser light simultaneously to the two-dimensional modulation element.
A laser image forming apparatus.
請求項16記載のレーザ画像形成装置において、
前記複数色のレーザ光源のそれぞれは、前記2次元変調素子に対して他のレーザ光源が同時に出射している時間におけるその出射パワー変調と、前記2次元変調素子に対して該レーザ光源が単色のみを出射している時間におけるその出射パワー変調とを、独立に制御する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 16.
Each of the laser light sources of the plurality of colors has its emission power modulation during the time when another laser light source emits simultaneously to the two-dimensional modulation element, and the laser light source is only monochromatic with respect to the two-dimensional modulation element. Independent control of the emission power modulation during the time of emitting
A laser image forming apparatus.
請求項1記載のレーザ画像形成装置において、
色度座標における色表示範囲を視聴環境に応じて制御する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 1.
Control the color display range in chromaticity coordinates according to the viewing environment.
A laser image forming apparatus.
請求項18記載のレーザ画像形成装置において、
前記色表示範囲は、入力画像信号基準色度範囲よりも広く、かつ入力画像信号基準色度に準ずる範囲、あるいは色再現可能範囲に準ずる範囲である、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 18.
The color display range is wider than the input image signal reference chromaticity range and is a range according to the input image signal reference chromaticity or a range according to the color reproducible range.
A laser image forming apparatus.
請求項9または17記載のレーザ画像形成装置において、
前記レーザ光源の出射パワー変調に伴い、レーザ冷却温度を制御する、
ことを特徴とするレーザ画像形成装置。
The laser image forming apparatus according to claim 9 or 17,
Along with the emission power modulation of the laser light source, the laser cooling temperature is controlled.
A laser image forming apparatus.
4色以上のレーザ光源と、画像変調を行う1つまたは複数の2次元変調素子とを用いて画像形成するカラー画像形成方法であって、
入力画像信号に応じて、前記1つまたは複数の2次元画像変調素子による画像変調と、前記4色以上のレーザ光源のレーザ光出力変調とを同期させ、画像形成を行なう、
ことを特徴とするカラー画像形成方法。
A color image forming method for forming an image using laser light sources of four or more colors and one or more two-dimensional modulation elements that perform image modulation,
In accordance with an input image signal, image modulation by the one or more two-dimensional image modulation elements and laser light output modulation of the laser light sources of four or more colors are synchronized to form an image.
And a color image forming method.
JP2007533365A 2005-09-01 2006-09-01 Laser image forming apparatus and color image forming method Expired - Fee Related JP4990144B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007533365A JP4990144B2 (en) 2005-09-01 2006-09-01 Laser image forming apparatus and color image forming method

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005253170 2005-09-01
JP2005253170 2005-09-01
JP2005253169 2005-09-01
JP2005253169 2005-09-01
PCT/JP2006/317361 WO2007026885A1 (en) 2005-09-01 2006-09-01 Laser image formation device and color image formation method
JP2007533365A JP4990144B2 (en) 2005-09-01 2006-09-01 Laser image forming apparatus and color image forming method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2007026885A1 true JPWO2007026885A1 (en) 2009-03-26
JP4990144B2 JP4990144B2 (en) 2012-08-01

Family

ID=37808969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007533365A Expired - Fee Related JP4990144B2 (en) 2005-09-01 2006-09-01 Laser image forming apparatus and color image forming method

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7938541B2 (en)
JP (1) JP4990144B2 (en)
WO (1) WO2007026885A1 (en)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080219303A1 (en) * 2007-03-02 2008-09-11 Lucent Technologies Inc. Color mixing light source and color control data system
KR101550347B1 (en) 2007-12-04 2015-09-08 삼성디스플레이 주식회사 Light assembly liquid crystal display and method of driving the light assembly
JP5167095B2 (en) * 2007-12-28 2013-03-21 三洋電機株式会社 Illumination device and projection display device
EP2342899A4 (en) * 2008-07-23 2013-10-09 Qualcomm Mems Technologies Inc Calibrating pixel elements
JP5769046B2 (en) * 2010-10-20 2015-08-26 セイコーエプソン株式会社 Light source control apparatus and method, and projector
JP5633695B2 (en) * 2010-11-29 2014-12-03 ソニー株式会社 Illumination device, projection display device, and direct view display device
TW201232153A (en) * 2011-01-26 2012-08-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Laser projecting device
JP2012226292A (en) * 2011-04-04 2012-11-15 Sony Corp Luminaire and display device
JP5820983B2 (en) * 2011-08-01 2015-11-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 Projection display device
JP5924578B2 (en) * 2012-03-30 2016-05-25 大日本印刷株式会社 Illumination device, projection device, and projection-type image display device
JP5958146B2 (en) * 2012-07-23 2016-07-27 セイコーエプソン株式会社 Projector and projector control method
JP2014194495A (en) * 2013-03-29 2014-10-09 Funai Electric Co Ltd Projector device, head-up display device, and method of controlling projector device
CN105223761B (en) * 2014-07-01 2017-05-24 中强光电股份有限公司 Projection device and illumination system
CN107111216B (en) 2014-12-31 2021-02-26 杜比实验室特许公司 High contrast discrete input prism for image projector
JP2019047248A (en) * 2017-08-31 2019-03-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 Video projection control apparatus, video projection control method, program, and video projection apparatus
US10712640B2 (en) * 2018-05-28 2020-07-14 Mcmaster University Speckle reduced laser projection with color gamut optimization

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515136A (en) * 1949-09-21 1996-05-07 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image recording apparatus
JPH0566501A (en) 1991-09-09 1993-03-19 Toshiba Corp Projection type liquid crystal display device
JPH09508476A (en) 1994-01-31 1997-08-26 エス・ディー・エル・インコーポレイテッド Laser lighting display system
JPH10293268A (en) 1997-04-17 1998-11-04 Sony Corp Laser display device
JPH1197779A (en) 1997-09-22 1999-04-09 Sony Corp Modulation amplifier for multiple color light and projection display using the same
JP3585097B2 (en) 1998-06-04 2004-11-04 セイコーエプソン株式会社 Light source device, optical device and liquid crystal display device
JP4154782B2 (en) 1998-12-28 2008-09-24 ブラザー工業株式会社 Projection display device
JP4616955B2 (en) 1999-12-21 2011-01-19 キヤノン株式会社 Projection display
JP2001249400A (en) 2000-03-03 2001-09-14 Seiko Epson Corp Projection-type display apparatus
JP2002072360A (en) 2000-08-29 2002-03-12 Sony Corp Picture display device
US6762785B2 (en) 2002-02-26 2004-07-13 Eastman Kodak Company Four color film writer
JP3719424B2 (en) * 2002-05-09 2005-11-24 セイコーエプソン株式会社 Image processing system, projector, image processing method, program, and information storage medium
US6648475B1 (en) * 2002-05-20 2003-11-18 Eastman Kodak Company Method and apparatus for increasing color gamut of a display
JP2004012876A (en) 2002-06-07 2004-01-15 Toshiba Corp Projection display device
US6736514B2 (en) 2002-06-21 2004-05-18 Eastman Kodak Company Imaging apparatus for increased color gamut using dual spatial light modulators
JP2004334083A (en) * 2003-05-12 2004-11-25 Plus Vision Corp Illumination optical system using semiconductor laser device as light source and projector utilizing the same
JP4349048B2 (en) 2003-09-22 2009-10-21 セイコーエプソン株式会社 projector
JP2005159075A (en) * 2003-11-27 2005-06-16 Toshiba Corp Laser light source device, method for generating laser light and video display device
JP4143533B2 (en) 2003-12-24 2008-09-03 Necディスプレイソリューションズ株式会社 Light source device, image display device
CN100363806C (en) * 2004-04-28 2008-01-23 精工爱普生株式会社 Display device, and electronic apparatus
JP3767623B2 (en) * 2004-12-01 2006-04-19 セイコーエプソン株式会社 Projection display

Also Published As

Publication number Publication date
JP4990144B2 (en) 2012-08-01
US20090195707A1 (en) 2009-08-06
WO2007026885A1 (en) 2007-03-08
US7938541B2 (en) 2011-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4990144B2 (en) Laser image forming apparatus and color image forming method
JP4210554B2 (en) Imaging device that expands color gamut using dual spatial light modulator
US8400479B2 (en) Color signal display apparatus and method
US6802613B2 (en) Broad gamut color display apparatus using an electromechanical grating device
JP4274851B2 (en) Method and apparatus for increasing the color gamut of a display
US7627167B2 (en) High brightness wide gamut display
US6863402B2 (en) Apparatus for displaying a color image from digital data
JP4833203B2 (en) Laser image display device
US7154458B2 (en) Video display device with spatial light modulator
NL1029299C2 (en) Method and apparatus for processing a color signal usable with a color reproduction apparatus with a wide color gamut.
US8288966B2 (en) Color display
CN104509104A (en) Observer metameric failure reduction method
CN104509106A (en) Observer metameric failure compensation method
CN104509105A (en) Display system providing observer metameric failure reduction
WO2019174271A1 (en) Display device
US20070165317A1 (en) Sequential colour illumination system, method for producing a colour wheel for said system and a colour segment device
WO2009157915A1 (en) Field-sequential color display systems and methods with reduced color break-up
JP2004286963A (en) Projection display apparatus
WO2019174275A1 (en) Display device
RU2544868C2 (en) Generation of colour image
JP2008042515A (en) Video display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110411

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110613

RD05 Notification of revocation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425

Effective date: 20110613

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20110621

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20110808

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120403

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120501

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4990144

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees